Тема 2.4. Автоматизированная система инструментального обеспечения

Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО) – система взаимосвязанных элементов, включающая участки подготовки инструмента, его транспортирования, накопления, устройства смены и контроля качества инструмента, обеспечивающие подготовку, хранение, автоматическую установку и замену инструмента.

АСИО должна обеспечивать рациональное использование фонда машинного времени металлорежущих станков, сокращение вспомогательного времени при их обслуживании, контроль и уход за инструментом. В функции системы инструментального обеспечения (СИО) входят:

1) постоянная инвентаризация общего количества режущего и вспомогательного инструмента, количества инструментов-дублеров;

2) отслеживание ресурса работоспособности инструмента и инструментальных наладок;

3) своевременная замена инструмента;

4) статистический анализ расхода количества режущего инструмента и вспомогательной оснастки;

5) сборка, разборка, заточка и ремонт инструмента и оправок;

6) складирование, распределение и доставка инструмента по запросам инструментально-раздаточных кладовых (ИРК) производственных участков.

Состав АСИО определяется в зависимости от конкретных производственных условий (количества наименований обрабатываемых деталей в партии запуска, количества металлорежущих станков, входящих в состав ГПС, производственных площадей и т.д.). АСИО должна гарантировать надежное функционирование автоматизированного производства в соответствии с заданной производительностью и гибкостью.

В АСИО ГПС механообработки можно выделить:

1) информационно-управляющую подсистему;

2) подсистему комплексной подготовки, сборки и настройки инструмента;

3) технические средства автоматизированной транспортно-складской подсистемы, обеспечивающие хранение и доставку инструмента;

4) инструментальное обеспечение ГПМ.

Основным функциональным элементом АСИО в механообрабатывающей ГПС является инструментальный блок (ИБ), который состоит из основного и вспомогательного инструментов и предназначен для выполнения конкретных технологических операций. К инструменту в условиях гибкого производства предъявляются следующие требования: компактность и универсальность, точность и стабильность крепления, надежность и виброустойчивость, наличие поверхностей для захвата роботом-манипулятором, быстросменность, возможность кодирования блоков и ориентации режущей кромки в различных направлениях, технологичность в изготовлении, стабильность периода стойкости режущего инструмента.

Обеспечение ГПС достаточной номенклатурой инструментов и оперативность их замены решается использованием инструментальных магазинов, накопителей, манипуляторов для автоматической смены инструментов, систем коррекции траектории инструментов. Для полной концентрации инструментального обеспечения на уровне ГПМ требуется создание систем автоматической размерной настройки инструмента, а также систем автоматической загрузки инструментальных блоков, формирующих инструментальные накопители в магазине.

В условиях автоматизированного производства возможны следующие замены режущего инструмента:

а) по отказам, когда каждый отказывающий инструмент заменяется по мере его выхода из строя через случайный период времени безотказной работы;

б) смешанный способ, при котором каждый инструмент заменяется принудительно через промежуток времени , если он вышел из строя раньше этого периода, заменяют по отказу. При этом способе часть инструмента будет заменена до использования им полного ресурса работоспособности. Способ требует наличия счетчиков циклов для каждого инструмента или их группу, настроенных на период их замены;

в) «жесткая» профилактика, когда группа режущего инструмента с одинаковым средним значением стойкости и одним законом ее распределения заменяется одновременно по мере достижения ими периода , независимо от времени установки каждого инструмента. Преимущество способа: время на замену одного инструмента уменьшается по сравнению с индивидуальной принудительной заменой, так как замена выполняется группами;

г) параллельная замена, когда все инструменты заменяются одновременно по мере отказа одного из них. Способ не требует счетчиком циклов. Он имеет преимущество групповой замены, но резко снижает срок службы инструмента.

Условием рациональной замены инструмента на ГПМ является правильное определение его стойкости между повторными заточками.

Если ГПС оснащена системой диагностирования состояния инструмента, то замена выполняется по ее отказам. При отсутствии данной системы замена осуществляется смешанным способом.

В системе инструментального обеспечения ГПС отделение подготовки инструмента включает участки:

· по подготовке,

· заточке, упрочнению,

· ремонту инструмента.

На участках подготовки инструмента осуществляются, хранение инструмента; комплектация, согласно комплектовочным картам, сборка и настройка режущего инструмента на размер, получение комплектов изношенного инструмента и их разборка. А также учет инструмента и его движения.

Настройка инструмента на размер, как правило, производится вне станка на специальных стендах, и по-прежнему остается ручной трудоемкой операцией.

Перемещение инструментальных блоков осуществляется в ГАУ для обработки деталей типа «тел вращения» и корпусных изделий в специальной таре (инструментальные носители), в которой в зависимости от типа и вида инструмента и инструментальных блоков меняются ложементы.

Вопросы для самопроверки по теме 2.3

1. Приведете схему инструментального потока ГПС механообработки.

2. Опишите функции и состав системы инструментального обеспечения.

3. Перечислите особенности инструментального обеспечения автоматизированных производств.

4. Инструментальные комплекты в автоматизированных производствах.