Повышение эффективности автоматизированного станочного оборудования на основе моделирования и оптимизации системы технологической подготовки производства

• Автор: Капитанов, Алексей Вячеславович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 195 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА, ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общие задачи инструментообеспечения.

1.2 Существующие системы инструментообеспечения станков с ЧПУ.

1.3 Цель и задачи исследования.

Глава 2 ФОРМИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ. 3

2.1 Структура простоев станочного оборудования в АСС, связанных с использованием инструментальных комплектов.

2.2 Классификация системы ИО АСС по уровням автоматизации

2.3 Критерии выбора состава комплекта инструментов при различных вариантах и уровнях системы ИО
2.4 Разработка автоматизированной системы выбора оптимального комплекта инструментов.
2.5 Выводы.
Глава 3 МОДЕЛИРОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ РАБОТЫ ИНСТРУМЕНТА И СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ
3.1 Определение оптимального режима эксплуатации инструментального
комплекта
3.2 Определение исходных техникоэкономических данных.
3.3 Влияние уровней автоматизации и вариантов организации системы ИО на условия эксплуатации инструментальных
комплектов.
3.4 Использование имитационного моделирования
для определения количественного состава инструментального комплекта с учетом инструментовдублеров для станков с ЧПУ в составе АСС
3.5 Выводы.
Глава 4 СОСТАВ И СТРУКТУРА
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ
4.1 Задачи решаемые АС формирования инструментальных комплектов.
4.2 Состав блоков АС формирования инструментальных комплектов.
4.3 Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


С вопросами формирования комплектов инструментов наладки тесно связаны задачи по подбору режимов резания и определению количества инструментов-дублеров, обеспечивающих надежную работу оборудования в течение заданного времени. Уь & и, Эй Ть Л/, ц); 1=1. Э/ - затраты за период стойкости 7^, связанные с заменой инструмента. В настоящее время выражения данного критерия разработаны только для условий автономной эксплуатации оборудования. Это обуславливает необходимость совершенствования выражения переменной части себестоимости, связанной с эксплуатацией инструментов, применительно к инструменгообеспечению оборудования различной степенью автоматизации, эксплуатируемому в составе ЛСС в режиме малолюдной и безлюдной технологии. Установлено /, , /, что взаимное влияние V, Б и / на стойкость при практических расчетах можно не учитывать. Это дает возможность рассматривать зависимости Т=Е(У) и Т=Р(3, $ независимо одну от другой. При постоянных ? Подбором соответствующих значений скорости резания каждого инструмента наладки определяют такое их сочетание, которое обеспечивает минимальное значение себестоимости обработки. Данный подход может быть использован при расчетах, связанных с определением стойкости и количества инструментов, необходимых для надежной работы оборудования в составе АСС и организации инорументообслуживания АСС в режимах малолюдной и безлюдной технологии. Ряд работ освещает вопросы расчета резервного количества инструментов-дублеров в тесно связанные с ним вопросы организации замены отказавших инструментов. В работе // рекомендуется создавать трехкратный запас инструментов на запланированную программу обработки изделий кроме основного комплекта, установленного на станках. Известно несколько вариантов организации замены инструментов //. Вариант 1. Все инструменты заменяются одновременно по течению выбранного периода времени, например, 0,5 или 1 смены. Скорость резания всех инструментов должна обеспечить одновременное изнашивание всех инструментов к концу выбранного периода работы. Такая • замена целесообразна лишь для однотипных и одинаково загруженных инструментов. Однако вследствие рассеяния стойкости половина инструментов (при нормальном законе распределения стойкости) выйдет из строя, не доработав до срока замены инструмента. Организационные преимущества одновременной замены инструментов практически теряются по следующим причинам. Для замены вышедших из строя до установленного срока инструментов требуется постоянное присутствие оператора. Возрастают затраты на инструмент в связи с увеличением числа его замен, поскольку досрочно установленные инструменты повторно заменяются при плановой смене всей наладки. Вариант 2. Все инструменты, необходимые для выполнения операции рассматриваются как работающие автономно и заменяются независимо друг от друга. Такой вариант эксплуатации имеет следующие недостатки. Недоиспользование ресурсов инструмента по стойкости и потеря производительности при обработке небольших партий деталей (поскольку время резания загруженных инструментов в этом случае меньше периода их экономической стойкости). Увеличение числа заменяемых инструментов при обработке больших партий деталей. Вариант 3. Весь набор последовательно работающих инструментов, предназначенных для выполнения одной операции, рассматривается как многойнструментальная наладка, при этом скорость резания для каждого инструмента выбирается, исходя из минимальных затрат на многоинструментную операцию. Для вариантов 2 и 3 эксплуатации инструментов возможны следующие способы его замены. Обязательная периодическая замена (профилактическая), когда наработка инструмента достигает его расчетной стойкости. При этом способе фактическая средняя стойкость снижается в 1,5 раза по сравнению с расчетной (аналогично варианту 1). Контроль состояния работающего инструмента при данном способе замены не нужен. С целью повышения вероятности безотказной работы инструмента можно осуществлять его замену до достижения Т /, , , , /, однако, подобная организация замены значительно увеличивает расход режущего инструмента и не позволяет полностью избежать преждевременных его отказов.