Exposition Metal Working

12013 февраль

2 февраль 2013


ВЫПУСК: № 3 (94) февраль 2013 г.

ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ОФИС:Республика Татарстан, Наб. Челны, РоссияМира, д. 3/14, оф. 145+7 (8552) 38-49-47, 38-51-26

АДРЕСА ПРЕДСТАВИТЕЛЬСТВ:Москва, РоссияНародного ополчения, д. 38/3, каб. 212+7 (499) 681-04-25

Miami, FL, USA,801 Three islands blvd., Suite 217, Hallandale Beach, 33009+1 (954) 646-19-08

Hilden, Germany+49 (1577) 958-68-49

САЙТ: www.mmsv.ru

УЧРЕДИТЕЛЬ И ИЗДАТЕЛЬ:ООО «Экспозиция»

ДИРЕКТОР:Шарафутдинов И.Н. / [email protected]

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР:Шарафутдинов И.Г. / [email protected]

ДИЗАЙН И ВЕРСТКА:Сайфутдинова Ф.А. / [email protected]

РАбОТА С КЛИЕНТАмИ:Шарифуллин И.М. / [email protected]Чернов Е.В. / [email protected]Чебыкин Д.В. / [email protected]Хайрутдинов Р.Р. / [email protected]

АДРЕС УЧРЕДИТЕЛЯ,ИЗДАТЕЛЯ И РЕДАКЦИИ:423809, РТ, Набережные Челны, пр. Мира, д. 3/14, оф. 145, а/я 6

ОТПЕЧАТАНО:Типография «Логос» 420108, г. Казань, ул. Портовая, 25А тел: +7 (843) 231-05-46 № заказа 02-13/09-1

ДАТА ВЫхОДА В СВЕТ: 13.02.2013ТИРАж: 10 000 экз.ЦЕНА: свободная

СВИДЕТЕЛЬСТВО: Журнал зарегистрирован 27 июля 2006года ПИ № ФС77-25309 Федеральнойслужбой по надзору за соблюдениемзаконодательства в сфере массовыхкоммуникаций и охране культурногонаследия.

СОДЕРЖАНИЕ :Н.С. мамонтоваМультисенсорная метрология: новый подход к измерениям...................................................7

Константин Евченко, Дмитрий маслов, Андрей Пинчук, Сергей ТаликинСтратегия Vortex и технология оптимизации MachineDNA от компании Delcam – новые возможности для повышения производительности фрезерной обработки.................9

KAWASAKI – один из лидеров мирового роботостроения................................................13

Универсальный обрабатывающий центр Haas UMC-750.Разработан для обработки 3+2 и полной 5-осевой обработки......................................14

Mashex Siberia – 2013: Машиностроительная выставка Сибири...........................................................................15

В.Т. Комаров, С.В. Андреев, А.Г. СуховИнновационные технологии Уральского лазерного инновационно-технологического центра (г.Екатеринбург)...........................................16

Г.В. Кузьменко, В.м. ТагановскийНовая технология сварки рельсов в условиях пути................................................19

А.А. ЛобановМодульная быстросменная паллетная система VERO-S от компании SCHUNK...........................................................21

Сергей батюк Обзор систем промышленной отчетности от компании Wonderware...............................................................................23

С.Д. Калошкин, А.м. ЧирковПрименение гибридных технологий лазерно-плазменного микроструктурирования для улучшения трибологических характеристик поверхности.............................................27 ООО НПП «Сервомеханизмы»Применение и особенности линейных прямоходных механизмов на примере продукции компании «Сервомеханизмы»..............................29

Плазменная резка. Особенностивыбора источника плазменной резки...............................................................................34

Л.С. ВоронинаБылое и думы в фокусе сварочные установки 80-х типа Квант-15.................................36

Джон ОлсенРаботая с ОМАХ..................................................................................................................37

Г.м. ЦелковневПрименение блочно-модульной инструментальной оснастки в современном производстве.................................................38

А.С. Вохидов, Л.О. ДобровольскийЛомать стереотипы............................................................................................................39

А.х. ТлибековАнализ потерь заготовительного производства при обработке листа...........................40

Р.А. Реймер, Д.А. РеймерРегулятор давления газа прямого действия с изолированным клапаном FGR.......................................................................42

И.А. ИсаковичЗаметки программиста о программе логики станка...............................................................................................45


Точность полного хода устройства состав-ляет ±0.000079", стабильность позициониро-вания - ±0.000039". Станок оснащен двухкон-тактным шпинделем с мощностью двигателя 15 л.с., частотой вращения 15 000 оборотов в минуту и вращательным моментом 51,6 фу-то-фунтов. Давление водного столба подавае-мой через шпиндель смазочно-охлаждающей жидкости составляет 220 футо-фунтов на ква-дратный дюйм. Шпиндель с подобными харак-теристиками позволяет осуществлять быструю и качественную обработку широкого ряда

материалов.Максимальный диаметр обрабатывае-

мой на станке детали составляет 13,8 дюйма, длина – 15,7 дюйма. Обрабатывающий центр Mycenter-HX250G оснащен двухпозиционной системой смены паллет с диапазоном враще-ния 180 ° и поворотным столом на 4-й оси для крепления нескольких деталей на опорной стойке. Обработка одной детали и загрузка следующей осуществляются одновременно, что сокращает время простоя станка и увели-чивает производительность.

Скорость быстрых перемещений по осям X, Y и Z составляет 1 890 дюймов/мин. Устрой-ство автоматической смены инструмента име-ет 40 позиций, с возможностью добавления еще 100 дополнительных инструментов. Систе-ма Arumatik-Mi координирует действие всех устройств, обеспечивая быструю обработку на пяти осях и обоих паллетах одновремен-но. Оснащение станка контрольной системой Kitamura’s Intelligent и устройством масляного охлаждения шпинделя позволяет уменьшить тепловую деформацию, обеспечивая высокую производительность и точность обработки.

Горизонтальный обрабатывающий центр обработки небольших деталей Mycenter-HX250G от компании KitamuraКомпания Kitamura Machinery выпустила горизонтальный обрабатывающий центр Mycenter-HX250G, предназначенный для средних и больших партий небольших деталей, обработка которых требует особой точности и быстродействия.

1870-Toide, Takaoka-СитиТояма ап., ЯпонияТел: (0766) 63-1100 Факс: (0766) 63-1128www.kitamura-machinery.co.jp

Станок Hi-TECH имеет 6 вариантов ком-поновки, что позволяет увеличить универ-сальность устройства. Мощный шпиндель со встроенным двигателем способствует быстрой работе. Максимальная скорость вращения шпинделя составляет 3 500 оборотов в мину-ту при скорости подачи 20 м/мин и 24 м/мин на осях Х и Y соответственно. Время индекса-ции револьверной головки по отношению к смежным инструментам составляет всего 0,25 с. Револьверная головка рассчитана на 12

инструментов.Токарный многоцелевой станок Hi-TECH

450 имеет встроенную станину, расположен-ную под углом 45 °. Такая конструкция позволя-ет свести к минимуму тепловую деформацию и обеспечить быстрый сход и удаление стружки из рабочей зоны. Упрощен в значительной степени доступ в рабочую зону. Уровень ви-брации сведен к минимуму, в том числе при осуществлении токарной обработки деталей высокой твёрдости, благодаря надежности и устойчивости конструкции. Все направля-ющие поверхности имеют прямоугольную форму и оснащены специальной системой, поддерживающей прочность конструкции и обеспечивающей точность обработки.

Система зубчатой передачи позволяет осуществлять обработку на низкой скорости

при высоком вращательном моменте, а также высокоскоростную токарную обработку. Дан-ная система отделена от двигателя шпинделя с целью предотвратить воздействие нагрева коробки передач и ее вибрации на шпиндель.

Станок Hi-TECH450 имеет дополнительную ось Y, которая легко устанавливается на моде-ли MC и SMC, позволяя сократить время про-изводственного цикла и увеличить количество выполняемых на станке операций.

Мощный горизонтальный токарный многоцелевой станок Hi-TECH 450 от компании HWACHEON

Компания Hwacheon представила горизонтальный токарный многоцелевой станок Hi-TECH 450. Станок Hi-TECH 450 имеет небольшую площадь платформы, что позволяет эффективно использовать рабочее пространство мастерской. При этом диаметр изделия, устанавливаемого на токарный станок, является самым большим среди станков среднего размера и составляет 500 мм при длине изделия в 1350 мм. Станок оснащается патронами размера 10, 12 и 15. Диаметр сквозного отверстия достигает 132мм. Станок осуществляет высококачественную обработку на нескольких осях, в том числе на оси Y. Токарный многоцелевой станок Hi-TECH 450 может применяться для производства таких деталей, как гидроклапаны, блоки соединения, хвостовики и др., используемых в нефтегазодобывающей промышленности.

Hwacheon Machinery Europe GmbH. Phone : +49-234-912-816-0Fax : +49-234-912-816-60http://www.hwacheon.com/


C 1 марта эта высокоэффективная система фрезерного инструмента станет доступна с от-верстиями для внутреннего подвода СОЖ.

Обработка таких материалов, как жа-ропрочные сплавы, титаны и нержавеющие стали, обычно требует применения СОЖ для контроля над температурой и стружкой. По-вторное резание и пакетирование стружки зачастую приводит к снижению качества

обработанной поверхности, повреждению ре-жущей кромки и поломке инструмента.

Эффективный внутренний подвод СОЖ через точно расположенные отверстия гаран-тирует превосходную эвакуацию стружки и на-дежность процесса резания.

CoroMill® 316 позволяет быстро, легко и точно переходить с одной операции на дру-гую за счет изменения типа фрезы, радиуса,

количества зубьев, геометрии и сплава. Кон-цевые фрезы CoroMill® 316 подходят также для профильного фрезерования, где часто требуются инструменты конической формы, обеспечивающие стабильность при работе с большим вылетом.

Сменные головки CoroMill 316 теперь доступны с внутренним подводом СОЖУниверсальная, в самом широком смысле слова, фреза CoroMill® 316 может применяться для торцевого фрезерования с высокой подачей, фрезерования пазов, винтовой интерполяции, обработки уступов, профильного фрезерования и фрезерования фасок на деталях из материалов всех групп, от ISO P до ISO S.

Nikki StokesMarketing Communications SpecialistMarketing & Sales SupportTel: +44 (0) 121 504 5422Email: [email protected]/productnews

Новая фреза может применяться для боль-шинства видов обработки и отраслей промыш-ленности, где требуется торцевое фрезерова-ние с высокой подачей. Она является хорошим решением для обработки деталей, требующих большого вылета инструмента, а также под-ходит для работы на станках небольшой мощ-ности и с нежесткими приспособлениями для закрепления заготовок.

В качестве преимуществ фрезы можно выделить высокую производительность на операциях, требующих низких сил резания,

и высокую стойкость, особенно при фрезеро-вании труднообрабатываемых материалов, таких как нержавеющие стали, закаленные стали и титан.

Внутренний подвод СОЖ во всех фрезах обеспечивает эффективную обработку с при-менением СОЖ или сжатого воздуха, что в свою очередь гарантирует улучшенный отвод стружки из зоны резания при фрезеровании методом винтовой интерполяции и при обра-ботке глубоких карманов.

CoroMill 419 оснащена прочными и надеж-

ными пластинами с пятью режущими кром-ками. Широкий выбор сплавов и геометрий позволяет подобрать пластины для обработки большинства материалов и для большинства областей применения.

CoroMill 419 будет доступна для заказа с 1 марта 2013 года в диапазоне диаметров 32-100 мм (1.25-4).

Sandvik Coromant представляет новую фрезуCoroMill 419 – это новая фреза с пятигранными пластинами для черновой и получистовойобработки с высокими подачами, обеспечивающая эффективное фрезерование всех групп материалов и широкие возможности оптимизации процесса обработки.

Nikki StokesMarketing Communications SpecialistMarketing & Sales SupportTel: +44 (0) 121 504 5422Email: [email protected]/productnews


Популярность измерительных технологий объясняется и другими причинами. Одна из главных – возможность определить конкрет-ную стадию производственного процесса, во время которой происходит появление дефек-та, и тем самым обеспечить раннее выявле-ние и диагностику проблемы. В результате производитель сокращает время и расходы, потраченные на изготовление некачествен-ной продукции, исключает брак и сохраняет свою репутацию.

Компания Nikon имеет вековой опыт работы в области оптических технологий и неоднократно подтверждала репутацию ли-дера в данной сфере. В своих изделиях (от фототехники до микроскопов) компания ис-пользует линзы исключительно собственной разработки и производства, что гарантирует превосходные технические характеристики и неизменный спрос на продукцию под брен-дом Nikon. На сегодняшний день компания имеет целую линейку измерительного обору-дования, однако наибольший интерес вызы-вает новая автоматическая серия видеоизме-рительных систем Nexiv.

Ручное или автоматизированное измере-ние?

В данном вопросе ключевую роль игра-ет соответствие производственных задач заказчика и выбранного средства контроля, которое прямым образом зависит от таких факторов, как размер заготовки, использу-емых материалов, скорости исследования, повторяемости, требуемой точности и многих других. Однако в большинстве случаев при выборе между ручными и автоматизирован-ными системами измерения критическим фактором является пропускная способность. Для небольших объемов работ ручного из-мерения может быть вполне достаточно, в то время как быстрое исследование большого количества образцов требует автоматизации.

Именно поэтому специалистами компа-нии Nikon была разработана новая серия автоматизированных видеоизмерительных систем Nexiv, обеспечивающая быстрое и качественное измерение изделий из раз-личных материалов (Рис.1). Данное реше-ние позволяет в 10 раз увеличить скорость

исследования (по сравнению с ручным управлением), при этом исключается вли-яние человеческого фактора и формиру-ется более эффективная производствен-ная среда. Программное обеспечение, разработанное специально для данной серии систем, также ускоряет и упрощает процесс измерения.

Системы серии Nexiv подходят для поопе-рационного контроля и могут быть включены в каждую линию между производственными процессами, чтобы исключить попадание дефектных изделий на следующий этап про-изводства. В результате достигается макси-мальная степень контроля, и инвестиции, вло-женные в видеоизмерительные системы Nexiv, в минимальные сроки возвращаются в виде сэкономленных средств и снижения брака. Таким образом, выгода автоматизиро-ванного измерения очевидна.

Видеоизмерительная система iNexiv VMA-2520.

Видеоизмерительная система серии iNexiv VMA-2520 (Рис. 2) была специально разработана для исследования объемных образцов в соответствии с требованиями

автоматических измерений механических частей, электронных компонентов, литых пла-стиковых и металлических деталей, медицин-ских изделий. Оборудование имеет уникаль-ную конструкцию оптической головки, что обеспечивает ход по оси Z 200 мм. Переме-щение по осям XY – 250х200 мм.

За счет использования алюминиевых сплавов в конструкции системы, продольные наклоны и отклонения от направления, вы-званные изменениями температуры, сведе-ны к минимуму. Это, в сочетании с высокой прецизионностью предметного стола iNexiv VMA-2520, повышает точность и количество производимых измерений. Для подключения компьютера к контроллеру используются порты IEEE1394 и USB 2.0. К тому же, новые технологии фирмы Nikon по обработке изо-бражения исключают использование карты

Мультисенсорная метрология: новый подход к измерениямВизуально-измерительный контроль считается одним из наиболее эффективных и удобных способов выявления самых различных дефектов. Именно с визуального осмотра обычно начинаются все мероприятия по неразрушающему контролю. Данный вид контроля проводится с использованием специальных оптических систем и позволяет исследовать различные изделия, независимо от материалов, из которых они изготовлены.

Оптическое увеличение

0,35Х 0,6Х 1Х 1,8Х 3,5

Увеличение на экра-не (монитор 17" с SXGA разрешением)

12Х 20Х 34Х 62Х 120Х

Поле зрения 13,3Х10 мм 7,8Х5,8 мм 4,7Х3,5 мм 2,6Х1,9 мм 1,33Х1 ммРис. 2 — Видеоизмерительная система

iNexiv VMA-2520

Рис. 1 — Примеры изображений, полученных с помощью видеоизмерительных систем Nexiv


захвата изображения.

Преимущества iNexiv VMA-2520:• Легкостьиточностьизмерений,

оптимизированная для трехмерных деталей;

• Компактность;• Большоерабочеерасстояние;• 10-кратныйзум,доступныйтолько

high-end системам (позволяет работать как с малым, так и с большим увеличением);

• Высокоскоростнаяточнаялазерная автофокусировка;

• Измерениесконтактнойизмерительнойголовкой Renishaw;

• Комплексноепрограммноеобеспечениедля автоизмерений VMA;

• Возможностьсоздания3D-модели образца и «сшивания» снимков в единое изображение;

• Надежностьвиспользовании, минимальные потребности в обслуживании, длительный период эксплуатации.

Новейшая оптическая система увеличения изображения.

Специалисты компании Nikon разработа-ли новую оптическую систему, которая охва-тывает малые увеличения, имеет большое ра-бочее расстояние и подходит для измерения трёхмерных объектов. Апорохроматический объектив обладает низким уровнем искаже-ний (меньше 0.1%), который обеспечивает длинное рабочее расстояние 73.5 мм на всём диапазоне увеличения. Более того, усовер-шенствованная светодиодная подсветка по-вышает контрастность изображения за счёт использования апохроматического объекти-ва для компенсации синих длин волн, излуча-емых белыми светодиодами.

Видеоизмерительная система iNexiv VMA-2520 поставляется со стандартной пятисту-пенчатой оптической системой, имеющей 10-кратный коэффициент увеличения, кото-рый обеспечивает превосходное разрешение при большом увеличении и широкое поле зренияпрималомувеличении.Большаяточ-ность позиционирования достигается за счёт устранения люфта в механизме увеличения при использовании пятиступенчатой системы увеличения, что делает её идеальной для вы-полнения измерений.

белая светодиодная подсветка для быстрых и высокоточных измерений.

В видеоизмерительной системе iNexiv VMA-2520 используется белый светодиод-ный источник света для эпископического и диаскопического освещения и 8-сегмент-ной кольцевой подсветки (Рис.3). Светоди-оды высокой яркости имеют функции посто-янного цвета, температуры и уменьшенное мерцание, таким образом, они обеспе-чивают стабильность точности измере-ния, в частности при наблюдении цветных

изображений. За счет быстрого откли-ка светодиодов на изменение освеще-ния достигается повышение пропускных измерений.

Подобная система освещения может управляться в восьми различных направ-лениях.Белыйсветодиодприсреднемуглеосвещения 18° позволяет наблюдать объ-екты с крайне низкой контрастностью по краю, которые, как правило, не видны под эпископическим освещением. Это делает VMA-2520 наиболее эффективным реше-нием для измерения формы, медицинских приборов и других трёхмерных объектов.

Обе системы освещения используют источник освещения на основе белых све-тодиодов, которые поддерживают высокую интенсивность света, близкую к галогеновым лампам. Для эпископического освещения, в котором ранее не применялся источник бе-лых светодиодов, VMA-2520 впервые исполь-зует интегратор «fly-eye» (сконструирован по принципу глаза мухи), реализуя достаточную числовую апертуру и равномерное освеще-ние для более широкого поля зрения. Диаско-пическое освещение использует сетку белых светодиодов в системе задней подсветки.

мультисенсоры для более высокой скорости и точности измерения высоты.

Как и стандартная оптическая автофо-кусировка, высокоскоростная лазерная АФ, которая обеспечивает длинное рабочее рас-стояние 63 мм, может быть использована как дополнительная опция. Для лазерной АФ в ви-деоизмерительной системе iNexiv VMA-2520 применяется бесконтактный датчик, который использует красный полупроводниковый ла-зер заполняющего цвета и позволяет изме-рять высоту с субмикронным разрешением. Лазерная АФ обеспечивает быструю и высо-коточную фокусировку поверхности исследу-емого объекта, независимо от оптического увеличения, делая простыми измерения вы-соты образца.

Благодаря использованию нового алго-ритмаипрогрессивнойсканирующейCCD-ка-меры, оптическая АФ обеспечивает большую скорость и точность исследования. Оптиче-ская АФ подходит для различных примене-ний, таких как фокусировка поверхности и краёв образца.

VMA-2520 адаптирована для системы Renishaw TP-20 и TP-200, что делает возмож-ным и контактно-исследовательские измере-ния. Данная система позволяет определять координаты поверхности и границ в сложных 3D-моделях, где оптическое распознаваниеневозможно. Единая программа измере-ний может включать оптическое, лазерное и контактное исследование для реализации мультисенсорной метрологии в общей

плоскости координат.Головка TP-20 – это кинематический сен-

сорный датчик, состоящий из тела датчика и съемных стилусов, которые могут автома-тически меняться на разные конфигурации. Головка TP-200 представляет собой элек-тронный датчик, который использует тензо-метрическую технологию, обеспечивая более высокую точность, чем кинематический сен-сорный датчик. TP-200 состоит из тела дат-чика, стилусов и интерфейса PI200. Модуль замены стилусов MCR20, настроенный для iNEXIV, также доступен в качестве опции. Мо-дуль MCR предназначен для безопасного хра-нения различных стилусов, готовых к быстрой автоматической замене.

Усовершенствованный алгоритм обработки изображения.

В сочетании с новой технологией обработки изображения фирмы Nikon видеоизмерительная система iNexiv VMA-2520 обеспечивает работу с изображением на самом современном техническом уровне. Цифровое видеоизображение передаётся на порт IEEE1394 ПК через контроллер и обраба-тывается до определения границ на уровне субпикселей. Это исключает необходимость использования захвата изображения в управ-ляющем компьютере и обеспечивает высоко-скоростные точные наблюдения и измерения. Цветная сканирующая 3CCD-камера такжеобеспечивает повторяемость измерения поля зрения подобно монохромной камере.

VMA-2520 имеет видеопробник опреде-ления границы образца с автоматической функцией «лучшего соответствия». Когда оператор нажимает на точку измерения, система автоматически поворачивает проб-ники, устанавливая их в оптимальное по-ложение, и устанавливая размер пробника (рис. 4(1.2)).

Система также обладает функцией опре-деления желаемой границы за счёт устра-нения пыли и неровностей. Некоторые об-разцы содержат неровности по краям или их контрастность слишком мала, что создаёт трудности при обнаружении границ. Данная функция графически оптимизирует уровень яркости изображения, позволяя выбрать лю-бую из представленных границ.

Рис. 3 — Белая светодиодная подсветка

Рис. 4(1) — Установка пробника оператором

Н. С. мамонтова

[email protected]

Рис. 4(2) — Установка пробника системой в оптимальное положение


Компания Delcam ежегодно наращи-вает своё присутствие на мировом рынке CAM-систем: доля компании в общем объеме платежей конечных пользователей выросла с 6,7% в 2010 году, до чуть более 7% в 2011. По прогнозам CIMdata, дальнейшее увеличе-ниев2012годудолярынкакомпанииDelcamсоставит около 7,5%. В ежегодном докладе CIMdata за 2011 год говорится, что именно в компании Delcam работает самый боль-шой по численности персонала штат из 629 сотрудников, непосредственно связанных с продвижением CAM-систем. Это количество включает в себя самую крупную в отрасли команду программистов из 190 человек, занятых непосредственно разработкой про-граммного обеспечения. Ни в одной другой компании не работает более 300 человек так или иначе связанных с продвижением CAM-систем.

В первой половине 2012 года компания Delcamсообщилаодостигнутомеюрекорд-ном уровне продаж своего программного обеспечения. По сравнению с аналогичным периодом прошлого года, за первые шесть месяцев 2012 года продажи Delcam вы-росли на 15% и достигли 22.9 млн. фунтов

стерлингов (что эквивалентно 36,3 млн. долл. США). Прибыль компании до выплаты нало-гов составила 2090 тыс. фунтов стерлингов. Таким образом, на продолжении уже пяти последних лет в каждом первом полугодии уровень продаж Delcam превышал показа-тели предыдущего года, что свидетельствует об оживлении промышленного сектора ми-ровой экономики.

Для удержания лидирующих позиций на рынке CAD\CAM-систем компания Delcamнаращивает свои инвестиции в научно-ис-следовательские проекты и разработку соб-ственного ПО. Так, в первой половине 2012 года на эти цели было направлено 5,6 млн. фунтовстерлингов.Delcamтакжеинвестиру-ет значительные финансовые средства в ста-ночное оборудование для собственного про-изводственного подразделения Professional Services Group, которое стремительно разви-вается главным образом из-за все более воз-растающих требований в аэрокосмической промышленности.

Как известно, все производители инстру-мента приводят в каталогах рекомендуемые режимы резания, при которых обеспечи-вается оптимальная производительность

обработки и заявленная стойкость инстру-мента. Если проанализировать рекомендуе-мые параметры обработки то оказывается, что рекомендуемые режимы достигаются при конкретной величине угла перекрытия (рис. 1), – в англоязычной литературе этот параметр называется engagement angle. При обработке прямолинейных участков данный параметр постоянен, поэтому легко добить-ся соблюдения рекомендованных режимов обработки. Если фреза пойдет по наружному контуру, то угол перекрытия уменьшается, и нагрузка на инструмент снижается. Пробле-мы начинаются при обработке внутренних углов при помощи обычных стратегий фре-зерования: так как угол перекрытия рез-ко увеличивается (рис. 2), то значительно возрастают нагрузки и количество выделя-емого тепла в зоне резания. Чтобы предот-вратить чрезмерное возрастание нагрузки на инструмент, способное привести к его поломке, CAM-система должна компенсиро-вать увеличение нагрузки соответствующим уменьшением скорости подачи. Заметим, что при обработке внутренних углов с ис-пользованием обычных стратегий не только падает производительность фрезерования

Стратегия Vortex и технология оптимизации MachineDNA от компании Delcam – новые возможности для повышения производительности фрезерной обработкиБританская компания Delcam plc (www.delcam.com) была основана в Кембриджском университете в 1977 году. Постоянный рост компании обусловлен успехом её CAD/CAM/CAI-систем семейства Power Solution, котороепредлагает серию лучших в своём классе решений. Сегодня пользователями Delcam являются свыше 40 тыс. организаций более чем в 80 странах мира. Компания Delcam имеет свыше 300 региональных представительств, в том числе в России, Украине и Беларуси. По оценкам независимой аналитической компании CIMdata, компания Delcam уже на протяжении 12 лет подряд является крупнейшим специализированным разработчиком CAM-систем в мире. Для программирования сложных видов фрезерной обработки на станках с ЧПУ компания Delcam предлагает CAM-систему PowerMILL, поддерживающую позиционную (3+2) и непрерывную пятиосевую обработку. PowerMILL имеет в своём арсенале широкий диапазон высокоскоростных и специализированных стратегий фрезерования, благодаря чему она является лидирующей CAM-системой для инструментального производства в силу высокой эффективности и надежности управляющих программ, а также скорости их генерации.

Рис. 1 — Рекомендуемые режимы резания реализуются при

определенной величине угла перекрытия

Рис. 2 — При обработке внутреннихуглов происходит увеличение угла

перекрытия, что приводит к повышению нагрузки на станок и инструмент

Рис. 3 — Трохоидальная обработка позволяет избегать

фрезерования с большой нагрузкой


(за счет уменьшения скорости подачи), но и наблюдается сильный износ инструмента вследствие повышенного тепловыделения.

Чтобы исключить фрезерование при больших значениях угла перекрытия, при-водящее к повышенной нагрузке на инстру-мент и станок, а также обеспечить высокую производительность обработки, компания Delcam несколько лет назад предложи-ла добавлять при обработке проблемных зон трохоидальные участки траектории. Основная идея концепции трохоидальной черновой обработки (рис. 3) заключается в поддержании постоянной высокой ско-рости удаления (с высокой скоростью пода-чи) относительно тонких слоев материала. КомпанияDelcamужереализовалавсвоих CAM-системах PowerMILL, PartMaker и FeatureCAM высокоэффективные стратегии черновой обработки с автоматическим до-бавлением трохоидальных участков траек-торий, что позволяет исключить фрезеро-вание с большой нагрузкой. При удалении сравнительно тонкого слоя материала угол перекрытия также невелик, поэтому трохои-дальная обработка способствует значитель-ному продлению срока службы упрочняю-щего покрытия инструмента. Кроме того,

повышается производительность обработ-ки, так как скорость подачи при удалении тонкого слоя материала может быть гораз-до выше, чем при использовании обычных стратегий.

Несмотря на то, что по сравнению с обычными стратегиями чернового фрезе-рования трохоидальная обработка обла-дает целым рядом несомненных преиму-ществ, сгенерированные из условия некой постоянной скорости удаления материа-ла трохоидальные траектории всё же ха-рактеризуются непостоянной величиной угла перекрытия. Дальнейшим развитием концепции трохоидальной обработки для обеспечения большего повышения произ-водительности стала новейшая стратегия обработки Vortex. Суть ее заключается в реализации на станке с ЧПУ максимально возможной для него фактической скоро-сти подачи, что достигается за счет гене-рации CAM-системой особых «вихревых» траекторий, обеспечивающих постоян-ный угол перекрытия (рис. 4). Стратегия Vortex была разработана специально для высокопроизводительной черновой вы-борки материала с использованием моно-литных твердосплавных фрез, способных

выполнять глубокое фрезерование всей рабочей частью. Данная стратегия может применяться для двух- и трехосевой черно-вой обработки, позиционного (3+2) фрезе-рования, а также для удаления остаточно-го припуска на основе 3D-модели остаткаматериала. Максимально сглаженные трохоидальные траектории инструмента обеспечивают стабильный тепловой баланс в зоне резания, что не только продлевает ресурс упрочняющего покрытия инструмен-та, но и позволяет не опасаться в процессе обработки термического поверхностного разупрочнения предварительно закалён-ных конструкционных сталей – тем самым исключается приводящее к потере точности коробление стальных деталей при последу-ющей термообработке.

В отличие от трохоидальной обра-ботки, стратегия Vortex обеспечивает бо-лее стабильные режимы в зоне резания (рис. 5). На практике это выражается, прежде всего, в равномерном звуке посто-янного тона, издаваемом станком при рабо-те. О постоянстве режимов резания также свидетельствует сегментная стружка, ко-торая имеет одинаковую толщину и форму (рис. 6). Посмотреть видеоролики, на ко-торых снята обработка с использованием стратегии Vortex, читатели могут на сайте www.youtube.com/DelcamAMS.

На практике стойка ЧПУ снижает факти-ческую скорость подачи в зависимости от радиуса траектории инструмента с целью сокращения динамических нагрузок на ста-нок. Другим ограничением может являться быстродействие стойки ЧПУ: если криволи-нейная траектория будет аппроксимирова-на в CAM-системе слишком большим коли-чеством мелких прямолинейных участков, то стойке может не хватить скорости обра-ботки поступающих данных, что опять же приведет к снижению фактической скорости подачи. На деле каждый станок, оснащен-ный собственной стойкой и имеющий некие заложенные производителем на уровне ЧПУ ограничения, оказывается по-своему уни-кальным. Поэтому при разработке управ-ляющих программ программисту-технологу очень сложно предсказать оптимальные па-раметры обработки, которые обеспечивали бы наименьшее время обработки детали на конкретном станке. Ручная поэтапная опти-мизация производительности обработки на станке с ЧПУ — очень затратный процесс, отнимающий много времени и требующий изготовления серии тестовых деталей. Из-за этого, как правило, оптимизация управ-ляющих программ при мелкосерийном, а тем более при единичном производстве не выполняется, так как временные затраты на нее окажутся гораздо выше выгоды от повы-шения производительности обработки.

На рис. 7 показана траектория черновой обработки закрытого кармана с применени-ем стратегии Vortex. На рисунке видно, что даже при обработке такого относительно простого элемента потребовалось большое количество «вихреобразных» участков тра-ектории. Как мы уже отмечали, на криво-линейных участках траектории стойка ЧПУ станка может снижать фактическую скорость подачи. С целью минимизации вероятности снижения фактической скорости подачи

Рис. 4 — Стратегия Vortex основана на генерации специальных «вихревых»

траекторий, обеспечивающих постоянную величину угла перекрытия

Рис. 5 — В отличие от обычных стратегий фрезерования, Vortex позволяет

поддерживать постоянные режимы резания на всех участках траектории

Рис. 6 — Сегментная стружка, полученная с использованием

технологии Vortex


Рис. 7 — Черновая обработказамкнутого кармана с применением

стратегии Vortex

Рис. 8 — Технология оптимизации MachineDNA основана на изучении динамики поведения конкретного

станка при обработке тестовой детали

Рис. 9 — Применение стратегии Vortex и технологии оптимизации ЧПУ-программ MachineDNA позволило

сократить время обработки этой детали по сравнению с традиционными стратегиями

чернового фрезерования на 60%

Константин ЕвченкоДмитрий масловАндрей ПинчукСергей Таликин

тел.: +7 (499) 343-15-37

[email protected]

компания Delcam специально разработалатехнологиюMachineDNA,позволяющуюсвы-сокой точностью определить динамические характеристики и ограничения конкретного станка с ЧПУ и учесть их в CAM-системе при последующей разработке управляющих про-грамм.

ТехнологияоптимизацииMachineDNA за-ключается в автоматической генерации под конкретную стойку ЧПУ специального набора тестовых управляющих программ, предна-значенных для отслеживания кинематиче-ских параметров станка при разных режимах движения. В процессе тестирования станок выполняет различные круговые движения с разными параметрами обработки (изменяет-ся радиус прохождения инструмента, рассто-яние между опорными точками в траектории, скорость подачи и др.). При этом все резуль-таты тестирования записываются в отдельный

файл на стойке ЧПУ. После проведения тести-рования специальная программа анализирует поступившие со станка данные и вычисляет динамические характеристики и ограничения конкретного станка. Полученные результаты используются в параметрах стратегии черно-вой обработки Vortex, которая впоследствии будет учитывать характеристики данного стан-ка и назначать при разработке управляющих программ оптимальные параметры обработки (минимальный радиус движения инструмента и расстояние между опорными точками траек-тории), обеспечивающие максимальную про-изводительность оборудования.

Отметим, что определять при помощи технологии MachineDNA динамические ха-рактеристики станка необходимо каждый раз после его ремонта, перенастройки или модер-низации (рис. 8). Соответственно все управ-ляющие программы должны генерироваться CAM-системой индивидуально для каждого конкретного станка точно в соответствии с его протестированной конфигурацией. Только в этом случае можно будет гарантировать, что обработка на станке будет выполняться с мак-симально возможной производительностью.

Если рассматривать исключительно эффективность чернового фрезерования,

то применение стратегии Vortex позволяет сократить время обработки тестовой дета-ли (рис. 9) по сравнению с традиционными стратегиями чернового фрезерования на 60%! Этот показатель демонстрирует высо-кую эффективность стратегии Vortex и тех-нологии оптимизации MachineDNA, однакоон не раскрывает весь потенциал CAM-си-стемы PowerMILL в целом. При сложной комплексной обработке на первый план выходят другие возможности CAM-системы, такие как функция автоматического пре-дотвращения столкновений, использование полной 3D-модели остаткаматериала и на-личие специальных стратегий пятиосевой обработки. Кроме того, для программистов технологов важна не только эффективность и надежность работы управляющих про-грамм, но также простота, удобство и ско-рость их разработки. Поэтому при выборе

CAM-системы необходимо принимать во внимание весь спектр требований, которые зачастую выходят за рамки возможностей одной CAM-системы. Например, у многих компаний часто возникает необходимость импортаCAD-моделейизразличныхформа-тов данных с их последующей доработкой и редактированием, а кто-то получит особую выгоду от применения технологии адаптив-ной механообработки или виртуального ба-зирования.

Ожидается, что в этом году стратегия Vortex и технология MachineDNA будут реа-лизованы не только во флагманской CAM-си-стеме PowerMILL, но и в нескольких других разработках компании Delcam, а именно вCAM-системах PartMaker и FeatureCAM.

Посмотреть видеопрезентации новой версии PowerMILL 2013 можно на нашем сай-те http://lz.powermill.com


ПРОМЫШЛЕННЫЕ РОБОТЫ обязатель-но будоражат сознание, если руководители предприятий объявляют о планах по модер-низации или автоматизации производства.

Мы живем в 21 веке и сегодня, робото-технологии, присутствуют на многих про-изводственных площадках, обеспечивая эффективную автоматизацию различных тех-нологических процессов.

Современные промышленные роботы, это высокотехнологичные устройства, спо-собные эффективно взаимодействовать с дополнительным оборудованием, что зна-чительно расширяет их технологические возможности.

Механическая рука робота или «ма-нипулятор», имеет антропоморфную кон-струкцию, схожую со строением человече-ской руки. Эту особенность подарил роботу

человек еще в 20-ом веке, понимая, что именно эту руку, будет заменять манипулятор на производственных площадках.

Сегодня роботы применяемые в про-мышленности, это абсолютно универсальные устройства, как правило имеющие шесть осей подвижности.

Создавая РТК, мы зачастую увеличиваем количество осей робота, расширяя зону его досягаемости, за счет применения дополни-тельного оборудования - поворотные столы, линейные модули.

Мировой опыт доказал, что роботизиро-вать можно практически любой технологиче-ский процесс, главное что бы это было эконо-мически целесообразно.

На первом этапе, эти технологии экспортировались в небольших количе-ствах, поскольку не хватало необходимых

наработок и опыта их применения, но в нача-ле 80-ых ситуация начала коренным образом меняться, что привело к небывалому росту спроса. В настоящее время японские роботы занимают около 45% от общего количества функционирующих роботов в мире, и явля-ются лидером в общемировом производстве.

И действительно, роботы Kawasaki нахо-дят применение на всех континентах земного шара. Они успешно применяются в различ-ных отраслях, подтверждая термин - японское качество по доступным ценам.

Ассортимент Kawasaki, включает не толь-ко универсальные промышленные и свароч-ные роботыс различной грузоподъемностью и зоной досягаемости, но и роботы специа-лизированного назначения, такие как покра-сочные роботы Kawasaki K-серии, роботы для стерильных помещений N и T - серии и другие.

Учитывая современные требования и огромное разнообразие производственных сред, линейка «Kawasaki robotics» включает манипуляторы специального взрывобезо-пасного исполнения, роботы для работы в агрессивных средах, роботы для металлур-гических производств с высокой температу-рой заготовок, а так же специальные роботы паллетайзеры.

KAWASAKI – один из лидеров мирового роботостроенияПервые серийные промышленные роботы, были выпущены в далеком 1968 году японской компанией Kawasaki. Именно 70-е годы послужили началом становления Японии, как мировой столицы роботостроения.

www.kawasakirobotics.com


UMC-750 – универсальный 5-осевой вер-тикальный обрабатывающий центр с разме-ром конуса ISO 40 с перемещениями по оси 762x508x508 мм и интегрированным двухо-севым поворотным столом. Станок оснащен шпинделем с прямым приводом с частотой вращения 8 100 об/мин и стандартно ком-плектуется боковым устройством смены ин-струмента на 40+1 гнездо.

Двухосевой поворотный стол центра UMC-750 устанавливает детали практически под любым углом для 5-сторонней (3+2) обработ-ки или обеспечивает полное одновременное движение по 5 осям для контурной или слож-ной обработки. Поворотный стол обеспечива-ет наклон от +110 до +35 градусов и поворот на 360 градусов для создания необходимого зазора инструмента и предоставления воз-можности работы с большими деталями. Стол размером 630x500 мм обладает стан-дартными T-образными пазами и точным на-правляющим отверстием для универсального крепления.

Работу шпинделя с прямым приводом с

частотой вращения 8 100 об/мин центра UMC 750 обеспечивает система векторного двой-ного привода мощностью 22,4 кВт. Линейная система Haas непосредственно связывает шпиндель с двигателем для снижения темпе-ратуры нагрева и повышения эффективности передачи мощности, обеспечивая при этом великолепную обработку поверхности. До-полнительный шпиндель с прямым приводом с частотой вращения 12 000 об/мин доступен для цехов, которым необходима большая скорость шпинделя. Оба шпинделя обеспечи-вают крутящий момент при резании 122 Нм.

Широкий ряд высокопроизводительных дополнительных возможностей доступен для UMC-750, включая конвейер ленточного типа для удаления стружки, системы подачи СОЖ высокого давления через шпиндель, про-граммное обеспечение для высокоскорост-ной обработки, беспроводную интуитивную измерительную систему с датчиком Haas, рас-ширенную память программ и многие другие.

Если вам необходимо экономичное 5-осе-вое решение для снижения времени наладки и повышения точности обработки, вы нашли, то, что искали. UMC-750 от Haas – то, что вам нужно. Для получения более подробной ин-формации, посетите www.HaasCNC.com• СтандартноепрограммированиеISOпри

помощи G-кода посредством легкого в использовании полнофункционального управления Haas;

• Динамическоесмещениедетали;• Стандартноеустройствосмены

инструмента бокового исполнения, 40+1 гнездо;

• Шпиндельспрямымприводомсчастотой

вращения 8100 об/мин с размером конуса ISO 40;

• Двухосевойповоротныйстол630x500мм• Наклонот+110до-35градусовиповорот

на 360 градусов.

Универсальный обрабатывающий центр Haas UMC-750. Разработан для обработки 3+2 и полной 5-осевой обработки5-осевая обработка становится в наши дни все более распространенной, позволяя снизить время наладки и повысить точность обработки сложных деталей с нескольких сторон. Универсальный обрабатывающий центр UMC-750 Haas представляет собой экономически выгодное решение для обработки 3+2 и одновременной 5-осевой обработки.

www.HaasCNC.com


«Mashex — известнейший выставоч-ный бренд группы компаний ITE, — говорит директор новосибирской выставки Неля Мещерякова. — Все машиностроительные выставки, работающие под этим брендом, транслируют общие ценности — высокое качество подготовки и проведения ме-роприятия и большая отдача от участия в проекте. Мы усиленно работаем над тем, чтобы на выставку приходила именно наша целевая аудитория — профессионалы ме-таллургической и машиностроительной отрасли. Так, в 2012 году к нам пришли 3125 отраслевых специалистов. Это на 42% больше, чем в 2011 году».

На данный момент заявку на участие в выставке 2013 года подали 80 компаний. Среди постоянных участников проекта та-кие крупные игроки рынка, как «Абамет», «Ирлен Инжиниринг», «Шторм», ЦЭПР. Ожидается, что экспозиция выставки Mashex Siberia – 2013 вырастет примерно на 25% по сравнению с 2012 годом.

В 2013 году в выставке впервые примут участие компании DMG Russland, «Станкомашстрой». Также среди экспонен-тов — ООО «АСМ-Сервис» (Санкт-Петербург),

«АТМ Групп» (Мытищи), ООО «Директа» (Но-восибирск) и другие.

В рамках Mashex Siberia – 2013 прой-дет XI Всероссийская научно-практиче-ская конференция «Проблемы повыше-ния эффективности металлообработки в промышленности на современном этапе», в которой примут участие представители отечественной и зарубежной промышлен-ности, научно-исследовательские институ-ты и вузы.

В ходе конференции рассмотрят вопросы совершенствования процессов механической обработки деталей, разра-ботки и модернизации узлов, механизмов и программного обеспечения металлорежу-щих станков, создания новых и улучшения конструкций существующих режущих инструментов.

Также в рамках деловой программы выставки состоится форум «Кооперация науки и производства», организатором которого выступит Новосибирский центр субконтрактации при министерстве про-мышленности, торговли и развития пред-принимательства Новосибирской области. На форуме пройдет презентация научных

разработок для внедрения на промыш-ленных предприятиях Новосибирской области, будет дана оценка эффективности по практике внедрений.

Mashex Siberia – 2013: Машиностроительная выставка СибириС 26 по 29 марта 2013 года компания «ITE Сибирская Ярмарка» проводит в новосибирском экспоцентре 15-ю международную выставку машиностроения, металлургии и металлообработки. В этом году выставка впервые пройдет под новым названием — Mashex Siberia.

ITE Сибирская ЯрмаркаНовосибирск, ул. Станционная, 104+7 (383) 363-00-63


За прошедший период по заказу пред-приятий Свердловской области и Уральского региона НП «УралЛИТЦ» разработал и вне-дрил для применения в авиадвигателестрое-нии, в транспортном, химическом и тяжёлом машиностроении, в энергетике и в горно-добывающей отрасли ряд новых лазерных технологий объёмной лазерной обработки. Все они позволили предприятиям значитель-но сократить сроки и затраты на создание новых изделий, а также обеспечить суще-ственно лучшие их технико-экономические характеристики.

Из всех разработанных нами техно-логий лазерной обработки: резки, свар-ки, термоупрочнения, термообработки, наплавки и пробивки отверстий и др.

наиболее широкое применение в про-мышленности нашего Уральского региона нашли технологии объёмной лазерной рез-ки. Согласно данным, основанных на рабо-тах нашего предприятия, объём работ по лазерной резке составляет около 54,5% от всех работ по лазерной обработке. При этом соотношение объёмов работ между плоской и объёмной лазерной резкой у нас составля-ет приблизительно 56,5% и 43,5%. С одной стороны это говорит о том, что объёмная лазерная резка востребована в регионе, а с другой стороны говорит о том, что потреб-ность в технологиях плоской резки ещё дале-ка от насыщения.

По нашим данным технологии объ-ёмной лазерной резки в основном

используются там, где приходится вырезать множество точно позиционированных от-верстий или производить обрезку технологи-ческих припусков в изделиях сложной объ-ёмной формы, изготовленных как из самых высокопрочных и жаропрочных сплавов, так и из тонколистового «мягкого» металла, например, алюминия. При этом лазерная вырезка различных отверстий и люков в деталях, изготовленных из листов металла, после их формовки или гибки, часто явля-ется практически единственным способом быстрого, качественного и экономичного их изготовления.

Для объёмной лазерной обработки изделий из листового металла различной формы, в т.ч. лазерной резки, в НП «Урал-ЛИТЦ» используется многофункциональ-ная 5-осевая лазерная технологическая установка TLC 1005 на основе СO2 –лазера с мощностью излучения до 5 кВт произ-водства фирмы TRUMPF (Германия). На примере использования этой лазерной установки покажем один из примеров технико-экономических преимуществ её использования для изготовления поддона автомобиля внешний вид ко-торого после изготовления и в про-цессе изготовления показан на рис. 1 (См. рис. 1).

На лазерную резку этот автомобильный поддон, имеющий сложную пространствен-ную форму, поступает после штамповки. В течение 10-15 минут лазерная установка TLC 1005 по командам технолога и оператора, согласно имеющейся электронной моде-ли штампованной детали, разрабатывает управляющую программу и изготавливает приспособление для объёмной лазерной резки. В течение 3-5 минут оператор со-бирает это приспособление и устанавли-вает на рабочий стол лазерной установки TLC 1005. В течение не более чем 1 минуты оператор лазерной установки укладывает штампованную заготовку поддона из алю-миния толщиной 1,2 мм на приспособление и осуществляет пуск лазерной установки. Через 3 минуты и 15 секунд лазерная уста-новка производит вырезку всех отверстий и обрезку технологических припусков этой штампованной заготовки. В течение не бо-лее чем 1 минуты оператор снимает готовый автомобильный поддон и устанавливает дру-гой. Таким образом, время технологической подготовки производства такого автомо-бильного поддона составит приблизительно 22 минуты. При партии поддонов, например, в 100 штук средне-штучные затраты време-ни на технологическую подготовку составят

Инновационные технологии Уральского лазерного инновационно-технологического центраВ октябре 2008г. в Екатеринбурге в рамках российско-германского научно-технического сотрудничества открылся Уральский лазерный инновационно-технологический центр (НП «УралЛИТЦ»). Цель создания указанного центра - оказание системной практической помощи промышленным предприятиям в использовании новейших лазерных технологий, к числу которых в Уральском регионе прежде всего следует отнести технологии объёмной лазерной обработки.

Рис. 1 — 3D - лазерная резка сложно формованного автомобильного поддона из алюминия толщиной 1,2 мм

Рис. 2 — 3D - лазерная вырезка технологических люков в

ремонтируемом авиадвигателе

Рис. 3 — 3D - лазерная резка отверстий под трубы в днищах нефтеперегонных

аппаратов


всего лишь 5% от средне-штучного времени изготовления изделия. В другом, наиболее вероятном альтернативном варианте из-готовления автомобильного поддона, этот поддон придётся изготавливать методом ме-ханической фрезеровки. Поэтому в течение 1-2 дней технологу придётся разрабатывать приспособление для фрезеровки поддона; производственной службе – в течение 3-5 суток изготавливать это приспособление, а затем фрезеровщику придётся в течение 30-40 минут изготавливать каждый поддон методом фрезерования. Поэтому доля тех-нологической подготовки в средне-штучном времени изготовления детали методом меха-нообработки составит не менее 15%. На наш взгляд, здесь приведены довольно оптими-стичные сроки разработки и изготовления приспособления для механообработки ав-томобильного поддона. На самом деле, в ре-альности, эти сроки будут в 2-3 раза больше и, следовательно, среднештучная доля тех-нологической подготовки может составить до 50% от среднештучного времени изготов-ления самой детали!

Таким образом, выигрыш по времени из-готовления поддона методом лазерной рез-ки по сравнению с изготовлением поддона методом механообработки будет составлять не менее 10 раз; приблизительно во столь-ко же раз будет меньше доля времени на технологическую подготовку детали в сред-не-штучном времени изготовления автомо-бильного поддона при его лазерной резке по сравнению с его изготовлением методом механообработки.

По данным, основанным на опыте рабо-ты с двумя крупными моторостроительными заводами, которым мы в течение двух лет оказывали услуги по объёмной лазерной резке, использование технологий объём-ной лазерной резки в авиадвигателестро-

ении позволяет не менее чем в 20-30 раз сократить сроки и трудоёмкость выполне-ния 2-3 тысяч точно позиционированных отверстий в весьма трудоёмких и дорогосто-ящих узлах. Во многом это объясняется тем, что лазерные установки, наподобие 5-осе-вых лазерных установок TLC 1005 производ-ства фирмы TRUMPF (Германия), обеспе-чивают высокую точность и повторяемость результатов обработки в пределах 0,05-0,02 мм при габаритах и массе изделий в преде-лах 3000х1500х(550 – 750) мм и до 1000кг, соответственно.

На практических примерах мы также убедились в том, что 5-осевая лазерная установка TLC 1005 может с успехом исполь-зоваться не только при создании и выпуске новых изделий, но и при ремонте эксплуа-тировавшихся авиадвигателей, например, вскрывать отверстия вокруг заменяемых форсунок и обеспечивать повторное ис-пользование вырезанных частей корпуса авиадвигателя. (См. рис. 2).

В качестве других примеров использо-вания технологий объёмной лазерной резки можнопривестипримеры3D-лазернойрез-ки отверстий и технологических припусков в штампованных корпусах аппаратов автоном-ного дыхания для горноспасателей, металли-ческих полотен для транспортировки метал-ла на металлургических заводах, отверстий под трубы в днищах крупногабаритных аппа-ратов для перегонки нефти и т.д. (См. рис. 3).

До недавнего времени имеющаяся у нас лазерная установка TLC 1005 могла произ-водить лазерную резку металлов и сплавов толщиной лишь до 6 мм, несмотря на то, что мощность используемого в установке лазера позволяла производить лазерную резку металла гораздо большей толщины. Отмеченное было связано с тем, что наша многофункциональная 5-осевая лазерная установка TLC 1005 при поставке была ос-нащена только короткофокусной лазерной режущей головкой с фокусным расстоя-нием объектива 5 дюймов. Поэтому, после того, как в декабре 2012г. мы приобрели у фирмы ООО «ТРУМПФ» лазерную режущую головку с фокусным расстоянием объекти-ва 7,5 дюймов, то лазерная установка TLC 1005 стала обладать уже возможностью 3D-лазернойрезкиконструкционныхсталейтолщиной до 20 мм, нержавеющей стали - до 12 мм, алюминия и алюминиевых сплавов -

до 8 мм. С помощью этого лазера и недавно при-

обретённого длиннофокусного объектива мы намереваемся осуществлять вырезку наклонных отверстий в различных деталях из металла средней толщины, снимать фа-ски и подрезать канавки в толстом металле под сварку, проводить резку большой но-менклатуры труб по сопрягаемым поверхно-стям, а также выполнять ещё значительное количество других видов работ. Как мы уста-новили, потребность во всех этих видах ра-бот у нас в Уральском регионе большая, т.к. наш регион по праву считается машиностро-ительным.

Другим, весьма ценными и интерес-ными с точки практического использова-ния являются работы НП «УралЛИТЦ» по технологиями лазерной сварки различных изделий.

Технологии лазерной сварки являются вторыми по востребованности технологи-ями лазерной обработки у нас в регионе. По данным, основанным на работах наше-го предприятия, объём работ по лазерной резке составляет около 26,8% от объёма всех работ по лазерной обработке. При этом особый интерес специалисты предприятий проявляют именно к технологиям объёмной лазерной сварки.

Первые работы по применению ла-зерной установки TLC 1005 для лазерной сварки были проведены нами в конце 2008 – начале 2009г. совместно с ОАО «ВСПО-АВИСМА» применительно к сварке титана. В ходе этих работ проводилось срав-нение качества и прочности сварки образ-цов из титана, выполненной методами ла-зерной и электронно - лучевой сварки.

В результате проведения этой работы специалисты ОАО «ВСПО-АВИСМА» и мы установили, что качество и прочность лазер-ной сварки различных образцов титана не уступает качеству и прочности сварки иден-тичных образцов титана, изготовленных с применением электронно - лучевой сварки!

С учётом этого, а также того, что элек-тронно-лучевая сварка налагает серьёзные ограничения на габариты свариваемых изделий из-за ограниченности объёма ва-куумной камеры, где осуществляется элек-тронно-лучевая сварка, нами сделан вывод о том, что лазерная сварка титана явля-ется практически безальтернативной при

Рис. 4 — Изготовление нестандартных листовых заготовок с помощью лазерной варки на установке TLC 1005

Рис. 5 — Группа шестерён из стали 45Х ( 38ХС) на общем валу, изготовленных с помощью лазерной сварки на установке TLC 1005

Рис. 6 — Процесс лазерной закалки зубьев колеса зубчатого из стали 40ХН

диаметром 860 мм


сварке крупногабаритных изделий из ти-тана, а также изделий из титана, к которым предъявляются жёсткие требования по со-хранению их геометрической формы и раз-меров в процессе изготовления изделий. Именно в силу этих причин НП «УралЛИТЦ» с тех пор практически регулярно оказывал и продолжает оказывать помощь различным предприятиям Свердловской области и дру-гих областей РФ по лазерной сварке подоб-ных крупногабаритных изделий из титана.

Для машиностроителей, также как и для специалистов многих других сфер де-ятельности, требования по сохранению геометрической формы и размеров изде-лий в процессе их изготовления являются, как правило, определяющими при выборе способа неразъёмного соединения отдель-ных частей этих изделий. И многое здесь говорит в пользу использования лазеров. Поэтому, если при использовании лазеров для обеспечения малых термо-механиче-ских деформаций изделия при сварочных работах достигается ещё и иной эффект, например, экономический, то преимуще-ства по использованию лазеров для изготов-ления таких изделий являются практически неоспоримыми.

А один из наших постоянных клиентов, которому мы оказываем услуги по лазерной сварке, поступил наоборот. Он использовал указанные выше преимущества лазеров для получения значительного экономического эффекта в размере нескольких миллионов рублей при изготовлении обечаек дверей из нержавеющей стали 12Х18Н10Т толщиной 8 мм с размерами 1980х980 мм.

С помощью одного из имеющихся у него лазеров он раскраивал стандартный лист нержавеющей стали 12Х18Н10Т размерами 2000х1000х8 мм на отдельные прямоуголь-ные и дугообразные полосы, а затем с по-мощью нашей лазерной установки TLC 1005 сваривал из них обечайки дверей заданной геометрии. За счёт практически полного ис-пользования металла заготовок он и получил столь большой экономический эффект. В альтернативном варианте, т.е. без приме-нения лазерной сварки, осуществляемой на лазерной установке TLC 1005, большая часть дорогостоящего металла у этого клиента (по-рядка 92%) пошло бы в отход!

Другим способом экономии металла или даже порой единственным способом изготовления изделий определённых гео-метрических размеров, является изготов-ление листовой заготовки нестандартного размера из стандартных листовых заготовок или из технологических отходов. Пример

такого технологического решения, который довольно часто используется нами в нашей работе, показан на прилагаемом рис. 4! (См. рис. 4).

Преимущества лазерной сварки, о кото-рых говорилось выше, а также возможность выполнения сварки в труднодоступных ме-стах широко используется многими, в т.ч. нами, для изготовления различных узлов для транспортного машиностроения. Это и группа шестерён на общем валу из стали 45Х или 38ХС (см. рис. 5), узел трансмиссии, тормозной цилиндр из стали 38ХС или 45Х и т.д.Безприменениясваркив т.ч. лазернойизготовить указанные узлы практически невозможно.

Одним из новых, интересных и весьма привлекательных для предприятий региона направлений деятельности НП «УралЛИТЦ» явилось создание и внедрение технологий поверхностного упрочнения с помощью лазерного излучения ответственных узлов машин, работающих при значительных механических, абразивных и других эксплуа-тационных нагрузках.

Преимуществом использования лазеров для термоупрочнения является то, что техно-логическая подготовка процесса лазерного термоупрочнения проводится сравнительно в небольшие (сжатые) сроки, исчисляемые минутами, а осуществляться лазерная тер-мообработка может локально в любом напе-рёд выбранном месте.

С момента своего официального откры-тия в октябре 2008г. по настоящее время НП «УралЛИТЦ» разработал и внедрил доста-точно большое число технологий лазерного термоупрочнения различных изделий. Среди них технологии лазерного термоупрочнения вагонной накладки из стали 45 для вагонов РЖД (2008г), валков прокатного металлур-гического стана из стали ШХ20СГ диаметром 270 мм и высотой 470 мм (2010г.), зубчатого колеса из стали 40ХН диаметром 860 мм с косорезанными зубьями (модуль 5), шестер-ни из стали 38ХН диаметром 110 мм и высо-той 150 мм (модуль 5), крупногабаритных ше-стерней из сталей 40Х и ОХН1М диаметром 3000 мм. высотой около 85 мм с модулем зуба равным 5 (2011г), а также различных массивных деталей для силовой электроэ-нергетики (2011-2012гг.).

Проведённые исследования на образцах показали, что поверхностная твёрдость изде-лий, подвергнутых лазерному термоупрочне-нию, увеличилась в 2-4 раза и составила 46-62 HRC при глубине закалённого слоя 0,8-1,2 мм. При этом исходная геометрия обрабаты-ваемых лазером деталей оставалась практи-чески неизменной в пределах допусков на изготовление этих изделий. А это означало, что в отличие от других традиционных техно-логий упрочнения поверхности, в которых изменение геометрии деталей составляло 3-4 мм, подвергать указанные изделия по-вторной механообработке не было необхо-димости. За счёт этого также значительно (в разы) сократились время и стоимость полно-го цикла изготовления таких изделий.

Соответственно, в несколько раз увели-чился и безремонтный срок эксплуатации машин и механизмов, где эти изделия были установлены.

Лазерная закалка некоторых из вышеу-

казанных изделий показана на рис. 6, 7.Достаточно сложной и объёмной была

работа по созданию технологии упрочнения крупногабаритных шестерён. Её разработ-ка, например, проводилась в течение 3-4 месяцев.

В течение этого периода технические специалисты НП «УралЛИТЦ» совместно с компанией-заказчиком подбирали реле-вантные режимы проведения процесса по-верхностной закалки указанных выше изде-лий для получения однородного закалённого слоя большой толщины на быстро изнашива-емых участках зуба.

Результаты разработки этой новой тех-нологии упрочнения крупно-габаритных шестерён были доложены и продемонстри-рованы в НП «УралЛИТЦ» 8 ноября 2011 г. большой группе Главных конструкторов, Главных технологов, Главных металлур-гов, руководителям ОТК ряда крупных предприятий Уральского и Центрального федерального округов РФ, а также предста-вителям потенциальных эксплуатирующих организаций.

После их одобрения данной технологии закалки первая такая крупногабаритная шестерня диаметром 3000 мм была нами из-готовлена и поставлена заказчику в декабре 2011г.; с начала 2012 г. и по настоящее вре-мя НП «УралЛИТЦ» фактически осуществляет систематическую обработку лазером этих крупногабаритных шестерней для карьер-ных экскаваторов.

Объём работ по лазерному термоупроч-нению в НП «УралЛИТЦ» ориентировочно составляет 12,2% от общего объёма работ по лазерной обработке.

Наряду с лазерной резкой, сваркой и термоупрочнением о которых рассказано выше, НП «УралЛИТЦ» проводит также ра-боты по прошивке отверстий, по лазерной термообработке (переплавке) и наплавке. Объём всех этих работ составляет около 6,5% объёма всех работ по лазерной обра-ботке, проводимых в НП «УралЛИТЦ». Одна-ко, несмотря на кажущийся их небольшой объём в НП «УралЛИТЦ», для заказчиков этих услуг они дают огромный технико- экономический эффект, т.к. эти технологии позволяют более чем в несколько десятков раз сократить время изготовления деталей и в несколько раз увеличить ресурс работы основных узлов различных машин.

Учитывая это, а также то, что в рамках у авторов настоящей статьи нет возмож-ности рассказать обо всех этих работах , просим уважаемых читателей получить бо-лее подробную информацию о них и уже рассказанных технологиях на нашем сайте www. urallitc. ru

Рис. 7 — Процесс лазерной закалки втулки подпятника массой 160 кг для

мощного электрогенератора

В.Т.Комаров, С.В.Андреев, А.Г.Сухов

НП «УралЛИТЦ»620027, г.Екатеринбург, ул.Луначарского 31, офис 514Тел./факс: +7(343) 353 58 33; +7 (343) 221 12 96

www. urallitc. ru


Предлагаемый способ сварки, являясь дальнейшим развитием электродуговой ван-ной сварки, благодаря механизации процес-са позволяет в 2-3 раза увеличить производи-тельность работ и одновременно значительно улучшить качественные показатели сварных соединений, сохраняя высокую мобильность и универсальность оборудования.

Автоматическая электродуговая сварка рельсов ванным способом плавя-щимся мундштуком применяется при стро-ительстве, реконструкции и ремонтах пути в системах легкого рельсового транспорта (ЛРТ) - метрополитена, трамвая, скоростного трамвая, городской железной дороги, в том

числе бесстыковых путей скоростных линий с температурно-напруженими рельсовыми плетями, железнодорожных путей промыш-ленного транспорта, подкрановых путей, а также для ликвидации стыков в пределах стрелочных переводов.

Сварочное оборудование отличается портативностью и благодаря сменной фор-мирующей оснастке легко перенастраивает-ся на сварку рельсов различных типоразме-ров. Среднее машинное время сварки стыка рельсов типа Р65 составляет 15-20 минут, что позволяет сводной бригаде из 4 человек (два оператора-сварщика и два рабочих-путейца) достигнуть производительности до 15 стыков

в смену. В большинстве случаев перед сваркой

предварительный подогрев не производится – только при температуре ниже 0°С требуется подогрев стыка до 250-300°С, при этом свар-ка может выполняться при температуре окру-жающего воздуха до -5°С.

Разработанные специальные сварочные материалы и технология сварки обеспечи-вают достаточно высокие показатели меха-нических свойств сварных соединений. Ха-рактерные результаты контроля твердости, а также механических испытаний металла шва и сварных соединений рельсов на прочность приведены в таблице 1.

НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ РЕЛЬСОВ В УСЛОВИЯХ ПУТИВ Институте электросварки им. Е. О. Патона Национальной Академии Наук Украины разработан новый способ сварки рельсов, получивший название автоматическая электродуговая сварка рельсов ванным способом плавящимся мундштуком или сокращенно автоматическая дуговая сварка плавящимся мундштуком - АДСПМ. Его отличительной особенностью является использование самозащитной порошковой проволоки, подаваемой через продольный канал в специальном плоском плавящемся мундштуке, что позволяет выполнять сварку при зазоре в стыке 12-16 мм, а в отдельных случаях до 24 мм.

Рис. 1 — Крановый рельс КР120 после сварки (слева) и после шлифовки (справа)


АДСПМ была опробована в 2009 г. при монтаже подкрановых путей балкер-ного терминала Туапсинского торгово-го морского порта. Выполнялась сварка стыков рельсов КР100 и КР120. (Рис. 1)

Данным способом на протяжении 2009-2010 гг. было сварено около 900 стыков рельсов Р65, Т62 и бесшеечных рельсов низкого профиля LK-1 при реконструкции ли-нии скоростного трамвая в г. Киеве. (Рис. 2)

В 2011 г. АДСПМ было сварено 90 сты-ков крановых рельсов КР100 контейнерного терминала Ильичевского морского рыбно-го порта и 360 стыков бесшеечных рель-сов низкого профиля LK-1 при реконструк-ции трамвайной линии в г. Львов (Рис. 3).

В 2012 г. было сварено более 200 стыков рельсов Р65 и NT-1 при ре-конструкции и достройке линии троещинского скоростного трамвая в г. Киеве.

Преимуществами данного способа сварки являются:• Болеевысокоеистабильное

качество сварных соединений по сравнению с ручной дуговой ванной и алюмотермитной сваркой;

• Высокаяпроизводительность– до 15 стыков в смену;• Нетребуетсязащитныйгазилифлюс;• Нетребуетсяподогревитермическая

обработка стыка;• Низкоеэнергопотребление– потребляемая мощность до 12 кВА;• Оборудованиелегкоперенастраивается

для сварки рельсов различных типоразмеров;•Высокаямобильность,чтоособенно важно при выполнении ремонтных работ.

Все вопросы оснащения и внедрения

тех. процесса автоматической электроду-говой сварки рельсов ванным способом плавящимся мундштуком применяемого при строительстве, реконструкции и ре-монта пути в системах легкого рельсового транспорта (метрополитена, трамвая), в том числе бесстыковых путей скоростных линий, а также подкрановых путей на территории Российской Федерации решает Научно-про-изводственное предприятие «Источник».

Научно-производственное предпри-ятие «Источник» более 21 года успешно работает в области сборочно-сварочного производства. Предприятие обеспечивает:• модернизациюиремонтсварочного оборудования;• автоматизациюсварочныхпроцессов;• организациюполногоконтроляи

управления всеми сварочными постами предприятия, включая слежение за режимами сварки на каждом посту, временем его работы из одного центра управления;

• внедрениеновыхтехнологических процессов сварки, включая подбор оптимального сварочного оборудования, в том числе и вспомогательного оборудования, необходимого для проведения сварочного процесса.

Предприятие поставляет и внедряет специальное сварочное оборудование:• аппаратыдлясваркивертикальныхшвов

в ответственных металлоконструкциях, включая и мостовые;

• оборудованиедлясваркирельсовв полевых условиях ванным способом;

• аппаратыдлянанесения антикоррозионных металлических покрытий.

Поставляет также специальные расход-ные материалы для сварки и конструкционной пайки, в том числе флюсы для высокотемпера-турной пайки алюминиевых сплавов в печах.

Заключает долгосрочные догово-ры с предприятиями на поставку запас-ных частей и комплектующих не толь-ко для сварочного оборудования, но и для широкой гаммы производственно-го и технологического оборудования.

Г.В. КузьменкоВ.м. Тагановский

Твердость металла шва 260-320 НВ

Предел прочности металла шва >900 МПа;

Результаты испытаний на статический изгиб:

- разрушающая нагрузка 1500 – 1800 kN

- прогиб 16 – 25 mm

Рис. 3 — Сварка рельсов КР100 LK-1 г. Львов

Рис. 2 — Сварка рельсов Р65 (слева) и Т62 (справа) при реконструкции линии скоростного трамвая г. Киева

Таблица 1 — Механические свойства сварного соединения рельсов Р65


Одним из таких решений является мо-дульная быстросменная паллетная система VERO-S, разработанная с целью обеспечить быструю и предельно точную смену загото-вок или зажимных приспособлений на со-временных 3-, 4-, 5-осевых обрабатывающих центрах. Данная система позволяет значи-тельно сократить время простоя, обеспечить оптимальное использование оборудования и уменьшить срок его окупаемости.

Основная идея, заложенная в конструк-ции системы VERO-S – позиционирование и зажим приспособления или заготовки за одну операцию, что обеспечивает высокую точность и скорость переналадки. Время переналадки станка при использовании си-стемы VERO-S снижается до 90%, по срав-нению с обычной системой базирования и закрепления, а повторяемость зажима со-ставляет менее 5 мкм. Таким образом, обеспе-чивается более рациональное использование обрудования.

До недавнего времени основой элемент-ной базы системы VERO-S были базовые мо-дули NSE Plus диаметром от 90 до 176 мм. Эти модули устанавливаются в стандартные бы-стросменные паллеты, а также используются для проектирования специальных решений в соответствие с задачами заказчика. Такие решения в основном используются для зажи-ма средне- и крупно размерных заготовок и приспособлений.

Однако прогресс не стоит на месте, и в ответ на требования заказчиков компания SCHUNK продолжает расширять ассортимент быстросменных паллетных систем VERO-S. В 2011 году был разработан самый тонкий в мире модуль для быстросменной паллетной системы - VERO-S NSE Mini (Рис. 1). Его диа-метр 90 мм, а высота всего 20 мм, и это де-лает его лучшим решением, с точки зрения экономии пространства рабочей зоны станка и зажима небольших заготовок напрямую. Принципиальная схема модуля VERO-S NSE Mini представлена на Рис. 2.

Позиционирование зажимающего штиф-та 13 осуществляется посредством короткого конуса 1, а его фиксация - посредством трех зажимающих ползунов 10. Самостопоря-щееся запирание осуществляется усилием

пружины 6 и геометрическим замыканием поверхностей 4. Большая контактная по-верхность между зажимающим ползуном и штифтом позволяет снизить до минимума давление, оказываемое на штифт в зажатом состоянии, а также уменьшить износ модуля. Диаметр модуля составляет 90 мм, а диаметр зажимающего штифта - всего 20 мм. При этом, благодаря функции "турбо" модуль развивает чрезвычайно большое втягиваю-щее усилие - до 1500 Н.

Минимальное расстояние между двумя зажимными штифтами составляет 100 мм, модуль VERO-S NSE Mini обеспечивает плот-ную сетку сверления ответных отверстий для зажима заготовок и паллет, что дает высокую гибкость в области систем нулевого базиро-вания. Модуль VERO-S NSE Mini позволяет на-прямую зажимать даже небольшие заготовки и обрабатывать их с пяти сторон, при этом зажимные штифты быстросъемной палетной системы напрямую ввинчиваются в заго-товку. Замена обрабатываемых деталей на станке осуществляется быстро. Позициони-рование, фиксация и зажатие выполняются с точностью до 5 мкм. При 5-и осевой обработ-ке доступ к обрабатываемой детали со всех пяти сторон может быть обеспечен путем из-менения положения (Рис. 3).

Модули VERO-S NSE Mini готовы к работе «из коробки» и не требуют какой-либо доработки. В стандартную поставку модуля VERO-S NSE mini, как и всех остальных мо-дулей VERO-S, входит все необходимое для обеспечения максимального срока службы и надежности технологического процесса. Все

основные рабочие элементы системы, ба-зовый корпус, зажимной штифт и зажимной ползун изготовлены из закаленной нержаве-ющей стали. Модули не требуют техническо-го обслуживания, герметично уплотнены и, благодаря этому, защищены от попадания стружки, пыли и СОЖ. Во избежание попада-ния стружки в модуль при смене заготовки, в базовой плите может быть сделано отверстие, через которое снизу будет поступать воздух для продувки полости под зажимным штиф-том. При автоматической загрузке модулей имеется возможность контроля положения зажимного ползуна.

Модульная быстросменная паллетная система VERO-S NSE Mini может использовать-ся как отдельно, так и в сочетании с системой VERO-S NSE, что позволяет собирать разно-образные наладки и обеспечить высокую гибкость. Для получения более подробной информации о системе VERO-S NSE и VERO-S NSE Mini обращайтесь к специалистам компа-нии SCHUNK.

Модульная быстросменная паллетная система VERO-S от компании SCHUNKКомпания SCHUNK, ведущий разработчик зажимных технологий и систем, имеет ряд технических решений, нацеленных на обеспечение рационального использования оборудования, сокращения простоев станка, обеспечение высокой гибкости и точности обработки.

Рис. 2 Рис. 3

Рис. 1

А. А. ЛобановООО «ШУНК Интек» 192102, Санкт-Петербург, Ул. Самойловой, д. 5, лит. С Тел. +7 (812) 326-78-35 Факс +7 (812) 326-78-38

www.ru.schunk.com


Современная СПО реализует следующую функциональность:1. Сбор данных. Источниками данных для СПО

являются: коммуникационные серверы, в томчислеOPC-серверы(спецификацииDA,HDAиA&E);HMI/SCADA-системы;системыуправлениябазамиданных(СУБД).

2. Логгирование данных. СПО поддерживает архивирование как мгновенных, так и вы-числяемых системой данных во встроен-ныхиливнешнихСУБД.Стандартнымреше-ниемявляетсяиспользованиеСУБДMSSQLServer (или бесплатно распространяемой СУБДMSSQL Express). Собственные исто-рические данные СПО используются в отче-тах совместно с историческими данными из внешнихСУБД.

3. Вычисления и анализ данных. СПО поддерживает математическую и статистическую обработку данных и пред-ставление данных в стандартных экранных формах. Указанные функции реализуются специализированными функциональными объектами в составе СПО. Использование функциональных объектов дает возмож-ность выполнять сложные расчеты с мгно-венными и историческими данными (с

последующим логгированием или выводом в отчетные документы), например, расчет технико-экономических показателей (ТЭП).

4. Конфигурирование и дизайн отчетов. СПО поддерживает создание шаблонов отче-тов. Отчет может быть многостраничным и содержать различные функциональные объекты, такие как текстовые надписи, рисунки, дата и время, тренды, таблицы, диаграммы и гистограммы.

5. Генерирование и доставка отчетов. СПО поддерживает публикацию отчетов в сле-дующих форматах: pdf-файл (просмотр в Acrobat Reader); xls-файл (просмотр в MS Excel); html-страницы (просмотр в web-бра-узерах). СПО поддерживает следующие методы генрации экземпляров отчетов на основе разработанных шаблонов отчетов: по расписанию (периодические); по со-бытиям (формируются автоматически на основе заданных разработчиком правил); по заказу (вручную, т.е. по требованию оператора). СПО поддерживает следую-щие методы доставки экземпляров отче-тов (pdf-файлов и xls-файлов): сохранение на файл-сервере; распечатка; рассылка имейлами; публикация на web-портале.

Компания Wonderware – лидер рынка промышленного программного обеспечения – предлагает широкий выбор различных СПО для задач промышленной отчетности разной сложности – от стандартной отчетности для относительно небольших технологических участков (итоговые табличные ведомости) до интегрированной отчетности масштаба предприятия (многостраничные отчеты с таблицами, диаграммами и статистическими и аналитическими расчетами технико-эконо-мических показателей).

Ниже рассматриваются назначение, характеристика и области использова-ния 7 (семи) различных СПО от компании Wonderware.1. Система отчетности Wonderware HMI/

SCADA InTouch.Программное обеспченеие Wonderware

InTouch – популярная HMI/SCADA-система,лидер рынка промышленного программно-го обеспечения по числу инсталляций, реа-лизует HMI/SCADA функциональность: сборданных (в состав InTouch входит пакет ком-муникационых серверов Device Integration);архивирование данных; построение и ви-зуализация мнемосхем; ведение алармов

Обзор систем промышленной отчетности от компании Wonderware

Рис. 1 — Стуктурная схема системы консолидированной интеллектуальной отчетности Enterpise Manufacturing Intelligence (EMI)

Современное автоматизированное производство требует информационного сопровождения и тщательного документирования технологических процессов. Указанная задача решается специализированными программными продуктами – системами промышленной отчетности (далее СПО). Особого внимания заслуживает тот факт, что внедрение СПО является первым и самым важным шагом к внедрению АСУП (MES) в промышленности и энергетике.


реального времени и исторических; ведение трендов реального времени и исторических; скриптинг;обменданнымисSQL-СУБД;реа-лизация табличных отчетов.

Система отчетности в InTouch реализо-вана на платформе табличного процессора Excel. Исторические данные из внутренних лог-файлов (файловых баз данных) InTouch передаются в приложение Excel посредством утилиты HistData (мгновенные данные пере-даютсявприложениеExcelпопротоколуDDE).УтилитаHistDataможетбытьиспользованавдвух режимах: для передачи в Excel заданных областей исторических данных напрямую из лог-файлов InTouch и непосредственно с исторических трендов InTouch. Используя всю функциональность табличного процессора Excel (включая макросы), разработчик созда-ет отчетные таблицы требуемой конфигура-ции. Данный способ формирования отчетно-си является основным для системы InTouch. Ориентация на высокоэффективную функци-ональность стандартного продукта Excel явля-ется сознательным решением разработчиков Wonderware. Использование графических возможностей продукта Excel позволяет соз-давать отчетность любой конфигурации.

2. Система отчетности Wonderware Histrorian Client.

Программное обеспечение Wonderware Historian Server – СУБД реального време-ни, используется для архивирования исто-рических данных. В состав исторического сервера Historian Server входит пакет ком-муникационых серверов Device Integration. Исторический сервер Historian Server само-стоятельно логгирует данные из коммуника-ционных серверов, т.е. из программируемых контроллеров, а также из HMI/SCADA-систе-мы InTouch. Доступ к данным исторического сервера Historian Server осуществляется по стандартнымSQL–запросам,поэтомудляви-зуализации исторических данных может быть использован как любой SQL-клиент (в томчисле и InTouch).

Программное обеспечение Wonderware Historian Client – многофункциональный SQL-клиент, позиционируемый компани-ей Wonderware как интегрированная си-стема промышленной отчетности. Система визуализации и отчетности Historian Client позволяет представлять хранимые в СУБДHistorian Server данные в виде отчетных та-блиц и исторических трендов. Приложения

разрабатываются как с использованием сложныхSQL-запросов,такибезиспользова-нияSQL-запросоввявномвиде.Системаот-четности Historian Client позволяет представ-лять данные как из Historian Server, так и из любыхдругихSQLСУБД.

В состав системы отчетности Historian Client входят следующие утилиты:• HistorianClientQuery–утилита дляформированияSQL-запросов креляционнымСУБДипредставленияданных в табличном виде;

• HistorianClientTrend–утилитадля представления данных Historian Server в виде многоперьевых многофункциональных исторических трендов;

• HistorianClientWorkbook–утилита для представления данных Historian Server в виде файлов табличного процессора Excel;

• HistorianClientReport–утилитадля представления данных Historian Server в виде файлов текстового процессора Word.

Утилиты Historian Client Trend, Workbook и Report могут представлять данные как из Historian Server, так и из любых других SQLСУБД, а также предоставляют эффективныеинструменты для аналитического анализа исторических данных и документирова-ния аналитики. Совместное использование функциональности всех утилит системы от-четности Historian Client позволяет разраба-тывать и исполнять полномасштабные про-мышленные аналитические отчеты масштаба предприятия.

Разработанные объекты утилит Historian Client Query, Trend и Workbook могут бытьопубликованы на странице ActiveFactory Reporting web-портала Wonderware Information Server (на портале также могут быть опубликованы мнемосхемы InTouch). Просмотр исполняемых указанных отчетов (и мнемосхем) осуществляется из стандартных web-браузеров (тонких клиентов).3. Система отчетности Wonderware

ArchestrA Reporting.Система отчетности Wonderware ArchestrA

Reporting является встроенной функцией web-портала Wonderware Information Server. Уникальность системы отчетности ArchestrA Reporting заключается в том, что данная система позволяет совместно использовать встроеннуюсистемуотчетностиMicrosoftSQLServer Reporting Services и функциональность web-портала Wonderware Information Server. Для исполнения отчетов ArchestrA Reporting не нужна дополнительная лицензия Microsoft SQLServer – используется лицензияMSSQLServer, входящая в лицензию Historian Server.

Службы Microsoft SQL Server 2008Reporting Services представляют собой пол-нофункциональную серверную платформу для поддержки различных функций отчетов, включая управляемые, корпоративные, про-извольные, встроенные и веб-отчеты. Для разработки и исполнения отчетов использу-ется студия SQL Server Development Studio:для разработки – среда разработки Report Builder; для исполнения – система исполне-ния Report Viewer.

Дополнительно к стандартной функци-ональности AchestrA Reporting управление

Рис. 2 — Структурная схема системы мобильной отчетности SmartGlance Mobile Reporting

Рис. 3 — Информационно-организационная структура системы мобильного контроля IntelaTrac


№ Наименование характеристика Применение

1 Wonderware HMI/SCADAInTouch

Отчетность в составе InTouch. Реализована на платформе табличного процессора Excel. Передача исторических данных из лог-файлов InTouch в приложение Excel осуществляетсяпосредствомутилитыHistData

В составе HMI/SCADAInTouch. Локальная отчетность масштаба автоматизированного комплекса (АСУТП)

2 Wonderware Historian Client (универсальный клиент исторического сервера Wonderware Historian Server)

МногофункциональныйSQL-клиент отчетности,работаетслюбымиSQL-СУБД.СодержитутилитыQuery(фоpмированиеSQL-запросов и табличных форм), Trend (формирование исторических трендов), Workbook (фомирование отчетных таблиц Excel), Report (формирование отчетных ведомостей Word). Объекты утилит могуб публиковаться на web-портале Wonderware Information Server (страница ActiveFactory Reporting)

Интегрированная отчетность масштаба предприятия. Универсальный клиент отчетности длялюбыхSQL-СУБД

3 Wonderware ArchestrA Reporting (страница web-портала Wonderware Information Server)

ВстроеннаясистемаотчетностиMSSQLServerReporting Services, используется совместно с web-порталом Wonderware Information Server (публикация отчета) и сервером приложений Application Server (формирование и публикация отчета) программной платформы Wonderware System Platform. Не требует отдельнойлицензииMSSQLServer

Интегрированная отчетность масштаба предприятия. Универсальный клиент отчетности длялюбыхSQL-СУБД

4 DreamReport(ранееHMI Reports)

Универсальная автономная система отчетности. Может работать напрямую спромышеннымиконтроллерами,всемипопулярнымиSCADA-системами,СУБД.ИмеетвстроеннуюСУБДдлялоггированияданных.Публикация многстраничных отчетов в форматах pdf (неизменяемый формат), Excel, html (web)

Интегрированная отчетность масштаба предприятия. Универсальный клиент отчетности для любыхSQL-СУБД. Автономное функционирование, в том числе напрямую с ПЛК

5 Wonderware EMI Cистема консолидированной интеллектуальной отчетности масштаба корпорации (несколько предприятий). На платформе Wonderware System Platform. Клиент-серверная архитектура: выделенный аппаратный сервер для интегрирования данных изразныхисточников(SCADA,MES,СУБД); информационные и аналитические клиенты отчетности (таблицы; тренды; панели)

Интегрированная отчетность масштаба корпорации. Сложная аналитика. Многофункциональные стационарные и мобильные клиенты

6 SmartGlance Mobile Reporting

Система мобильной отчетности, поддерживающая представление отчетных данных на мобильных устройствах (телефоны, смарфоны, планшеты). Клиент-серверная архитектура: сервер для интегрирования данных из разных источников (SCADA,MES,СУБД);программныеклиенты мобильных устройств (таблицы; тренды; панели). Сервер виртуальный (облако) или локальный

Представление отчетных данных на мобильных устройствах (телефоны, смарфоны, планшеты)

7 IntelaTrac Отчетность в составе IntelaTrac – системы управления мобильным персоналом

Обслуживание и мониторинг мобильным персоналом удаленных технологических систем путем плановых обходов (нет возможности проложить кабельные сети; коммуникации осуществляются путем радио- или сотовой связи)

Таблица 1 — Сравнительная характеристика систем промышленной отчетности от Wonderware


отчетами AchestrA Reporting (инициализация доставки, моментальные снимки, печать от-четови др.) выполняется из объектов серве-ра приложений Application Server серверной платформы Wonderware System Platform. Графический объект Report Viewer вставля-ется в объекты Application Server и окна HMI/SCADA-клиентаInTouchдлявизуализации.

Система отчетности ArchestrA Reporting позволяет разрабатывать и исполнять полно-масштабные промышленные аналитические отчеты масштаба предприятия и публиковать их на web-портале Wonderware Information Server для доступа к отчетам посредством стандартных web-браузеров.4. Система отчетности Wonderware Dream

Report.ПрограммныйпродуктWonderwareDream

Report (ранее HMI Reports) – это система гене-рации отчетов, которая позволяет собирать данные и тревоги от нескольких источников данных для конфигурирования, генерации и доставки различных по сложности отчетов в любых отраслях промышленности. Систе-маотчетностиDreamReport–этоэффектив-ный инструментарий для документирования интегрированной промышленной информа-ции.

Универсальная система отчетности Dream Report может быть использована какс программными продуктами компании Wonderware (HMI/SCADA-система InTouch,СУБДреальноговремениHistorianServer,ком-муникационные серверы Device Integration),так и с аналогичными программными продук-тами от других производителей. Встроенная функциональность OPC- и Modbus-клиентов дает возможность напрямую (т.е. без допол-нительных платных лицензий на сторонние коммуникационные серверы) подключаться практически к любым программируемым контроллерам через интерфейсы RS485 и TCP/IP/Ethernet.

СистемаотчетностиDreamReportвключа-ет систему разработки Report Studio (Репорт Студия) и систему исполнения Report RunTime (Репорт Рантайм). Репорт Студия состоит из двух подсистем – Логгер Студии (Logger Studio)иДизайнСтудии(DesignStudio).Лог-гер Студия предназначена для конфигуриро-вания чтения данных из внешних источников. Дизайн Студия предназначена для конфигу-рирования информационного содержания и внешнего вида отчетов (приложений DreamReport).

Динамический генератор очетов Report Dynamic Generator используется для пере-конфигурации отчета оператором (без ре-дактирования отчета в студии Report Studio) в части порядка ввода данных из сконфигу-рированных источников данных, порядка генерирования и порядка доставки отчетов. Генератор представляет собой ActiveX-компо-нент, который имеет web-интерфейс и может быть вызван из web-портала или приложения Windows.

Система отчетности Dream Report позво-ляет разрабатывать и исполнять полномас-штабные промышленные аналитические от-четы масштаба предприятия и публиковать отчеты в форматах pdf (неизменяемый фор-мат; просмотр в Acrobat Reader), xls (просмотр в MS Excel), html (просмотр в web-браузерах).5. Система отчетности Wonderware

Enterprise Manufacturing Intelligence.Программное обеспечение Wonderware

Enterprise Manufacturing Intelligence (далее EMI) – система консолидированной интел-лектуальной отчетности, обеспечивающая интеграцию данных масштаба предприятия или корпорации (несколько предприятий), аналитическое сопровождение деятельности корпорации и представление данных в кон-фигурируемых экранных формах.

Программной платформой системы от-четности Wonderware EMI является платфор-ма Wonderware System Platform. Архитектура системы отчетности Wonderware EMI является распределенной клиент-серверной структу-рой. Структурная схема системы отчетности приведена на рис. 1. Программно-техни-ческий комплекс системы отчетности EMI включает сервер интегрированных данных Intelligence Server и информационные и ана-литические клиенты Intelligence Clients.

Сервер Intelligence Server обеспечивает сбор и архивирование данных из промыш-ленныхSCADA-систем,СУБДиСУБДреально-го времени, MES-систем, реализующих функ-ции АСУТП и АСУП отдельных технологических участков и производств. Встроенные функции сервера конвертируют данные в информа-цию – поддерживаются: агрегирование раз-нородных данных; преобразования данных; фомирование контекста данных; вычисление специализированных метрик.

Клиенты Intelligence Clients делятся на информационные (стандартные) и аналити-ческие. Стандартные клиенты представляют данные сервера Intelligence Server в стандарт-ных конфигурируемых экранных формах: табличные отчеты; многоперьевые много-функциональные тренды; информационные панели (dashboards). Аналитические клиенты представляют данные сервера Intelligence Server в экранных формах, поддерживающих статистический анализ и аналитическое со-провождение документируемых технологиче-ских процессов.

Система отчетности Wonderware EMI позволяет разрабатывать и исполнять про-мышленные консолидированные интеллек-туальные отчеты масштаба корпорации и публиковать отчеты в форме таблиц, трендов и агрегированных информационных пане-лей.6. Система отчетности Wonderware

SmartGlance Mobile Reporting.Программное обеспечение Wonderware

SmartGlance Mobile Reporting – система мобильной отчетности, поддерживающая представление отчетных данных на мобиль-ных устройствах (телефоны, смарфоны, планшеты).

Архитектура системы отчетности SmartGlance является распределенной кли-ент-серверной структурой. Структурная схема мобильной отчетности SmartGlance приведе-на на рис. 2.

Программно-технический комплекс си-стемы мобильной отчетности включает выде-ленный аппаратный сервер данных и клиент-ские мобильные устройства.

Выделенный аппаратный сервер посред-ством специализированных коннекторов реализует сбор и архивирование данных из промышленных SCADA-систем, СУБД иСУБД реального времени, MES-систем, реа-

лизующих функции АСУТП и АСУП отдельных технологических участков и производств. Программные клиенты мобильных устройств представляют интегрированные данные сервера в стандартных конфигурируемых экранных формах: табличные отчеты; мно-гоперьевые многофункциональные тренды; операторские панели.

Особенностью системы мобильной от-четности SmartGlance является возможность использования виртуального или локального сервера. Виртуальный сервер (hosted server) – это сервер, реализованный и сопровожда-емый службами компании Wonderware (тех-нология интернет облака). Локальный сервер (on-site server) – это сервер, установленный компанией Wonderware на площадке заказчи-ка и сопровождаемый службами заказчика. Локальный сервер имеет смысл устанавли-вать в случае, если заказчик хочет гарантиро-вать безопасность своих отчетных данных за счет территориальной локализации трафика.

Система отчетности Wonderware SmartGlance Mobile Reporting позволяет разрабатывать и исполнять промышлен-ные отчеты и публиковать отчеты в форме таблиц и трендов на мобильных устрой-ствах (телефоны, смарфоны, планшеты).7. Система мобильного контроля

Wonderware IntelaTrac.Программное обеспечение Wonderware

IntelaTrac – система управления мобильным персоналом. Мобильный персонал – это пер-сонал, обслуживающий удаленные техноло-гические системы путем плановых обходов. Мобильный персонал используется в случаях, когда нет возможности проложить кабельные сети, поэтому коммуникации осуществляются путем радио- или сотовой связи.

Система мобильного контроля IntelaTrac поддерживает формирование заданий мо-бильному персоналу, отчеты мобильного персонала о выполненных заданиях, форми-рование и публикацию промышленных отче-тов как стационарных, так и на мобильных устройствах. Система отчетности является ба-зовой частью системы мобильного контроля IntelaTrac, на основе которой реализуются все управляющие и мониторинговые функции системы мобильного контроля.

Информационно-организационная струк-тура системы мобильного контроля IntelaTrac приведена на рис. 3.

ВыводыСравнительная характеристика систем

промышленной отчетности Wonderware при-ведена в таблице.

С. Батюктел.: + 7 (812) 327-37-52

[email protected]


Создание высокоточных, долговечных, маломоментных узлов приборов, машин и механизмов невозможно без улучшения трибологических свойств сопрягаемых поверхностей [1].

Триботехнические свойства поверх-ности [2] характеризуются комплексом параметров: геометрическими характери-стиками поверхности (Ra, Rz, Rq, R- Profil и W – Profil поверхности и т.д); структурно – фазовым состоянием поверхностного слоя; твёрдостью (микротвёрдостью) по-верхности; коэффициентом трения, за-висимостью коэффициента трения от на-грузки; периодом приработки пары трения и т.д.

Управляя триботехническими свой-ствами поверхности можно значитель-но улучшить технико-экономические и эксплуатационные показатели работы узлов машин и механизмов – повысить ресурс работы и надёжность в эксплуа-тации, снизить пусковой момент пар тре-ния, увеличить коэффициент полезного действия, уменьшить массогабаритные показатели и т.д.

В настоящее время разработано доста-точно много способов улучшения триботех-нических свойств поверхности, к которым относятся механические, электрофизиче-ские, электрохимические и т.д., которые могут быть реализованы как в вакууме, так и при атмосферных условиях.

Вакуумные способы являются более затратными, так как требуют изготовления сложной технологической оснастки и ва-куумных систем, трудно поддаются автома-тизации процессов обработки поверхности и не обеспечивают, как показывает прак-тика, высокой производительности в усло-виях серийного производства. Поэтому бо-лее предпочтительным является обработка деталей при атмосферных условиях.

Управление триботехническими свой-ствами поверхности можно производить с использованием локальных методов термической и микрометаллургической обработки поверхности концентриро-ванными и высококонцентрированными

потоками энергии: газопламенными, све-толучевыми, электродуговыми, микро-плазменными, плазменными, электроис-кровыми, ультразвуковыми, лазерными, электроннолучевыми, индукционными и т.д. [3].

Если при обработке поверхности ло-кальными потоками энергии требуется сохранение геометрических размеров обрабатываемых высокоточных деталей узлов в поле допуска, то как показывает практика, предпочтительнее применять для обработки высококонцентрированные источники энергии: электроннолучевые и лазерные, так как именно они обеспечи-вают минимальные тепловложения в обра-батываемую деталь в сочетании с высокой концентрацией энергии, точностью её до-зирования и высокой производительно-стью процессов обработки [4,5].

Технологии локальной энергетической обработки поверхности в процессе своего эволюционного совершенствования до-стигли своего технического предела и уже не могут кардинально улучшить трибологи-ческие характеристики поверхности.

Механическое, механохимическое, гальваническое взаимодействия твердых тел в процессе их контактирования про-исходят первоначально в небольшом чис-ле точек, воспринимающих всю нагрузку. При этом в областях с субмикронными и нанохарактерными размерами развивают-ся напряжения, близкие к теоретическому пределу прочности (порядка нескольких процентов от модуля Юнга), и относитель-ные деформации в десятки процентов [6].

Атомарные процессы, которые проис-ходят при этом в тонких приповерхност-ных слоях, определяют эксплуатационные свойства изделия, его долговечность, из-носостойкость, коэффициент трения, хи-мическую активность по¬верхности и т. п. Поэтому очень важно создавать в поверх-ностном слое высокие механические свой-ства [6].

Как известно, [7] повышение дисперс-ности структуры можно использовать для улучшения трибологических свойств

поверхности. Формирование поверхност-ных микро-, субмикро- и наноструктур можно производить используя гибридные технологии лазерно-плазменной обработ-ки (вакуумные технологии не рассматри-ваются):

Но применение любой технологии для улучшения трибологических характери-стик, сопрягаемых поверхностей деталей узлов и механизмов для повышения дол-говечности и созданию маломоментных узлов, не даст полноценного эффекта если не будет решена задача устранения отри-цательной (негативной) технологической наследственности поверхностного слоя. [8]

Проведенные исследования и испыта-ния показали, что микро, субмикрострук-турирование и наноструктурирование поверхности лазерно-плазменным спосо-бом позволяет существенно повысить дол-говечность работы узлов деталей машин и механизмов, инструмента за счёт улуч-шения трибологических характеристик поверхности.

Улучшение трибологических свойств поверхности при лазерно-плазменной об-работки проявляется в следующем:1. Улучшаются геометрические параметры

шероховатости поверхности; 2. Уменьшаются пусковые моменты в

парах трения;3. Уменьшается адгезионное «схватыва-

ние» сопрягаемых пар трения, особенно в момент пуска;

4. Уменьшается износ в парах трения;5. Уменьшается шум в работе пар трения;

Применение гибридных технологий лазерно-плазменного микроструктурирования для улучшения трибологических характеристик поверхности

Рис. 1 — Внешний вид коленчатого вала компрессора домашнего холодильника

Рис. 2 — Зоны коленчатого вала компрессора домашнего холодильника, подвергнутого лазерно-плазменной обработке

Рис. 3 — Структура поверхностного слоя автоматной стали А12 после лазерно-плазменной обработки


6. Повышается коррозионная стойкость пар трения;

7. Уменьшается энергопотребление узлов деталей и машин.

В качестве практического примера при-менения лазерно-плазменных технологий для формирования микро и субмикрокри-сталлических поверхностных слоев с целью улучшения трибологических характеристик поверхности была выбрана автоматная сталь А12.

Выбор для исследований автоматной стали А12 был определён по следующим причинам. Данная марка стали хорошо поддаётся обработке резанием, штам-повке и, кроме того, из данной стали изго-тавливался коленчатый вал компрессора домашнего холодильника, что позволило провести стендовые испытания обработан-ной лазерно-плазменным методом поверх-ности на износостойкость в паре трения, а также натурные испытания. Внешний вид коленчатого вала компрессора показан на рис.1.

Автоматная сталь А12, содержит углеро-да менее 0,12%. Как известно, сталь с содер-жанием углерода 0,1% классической терми-ческой объёмной закалке практически не поддаётся.

Лазерно-плазменной обработке под-вергались шатунная и коренная шейка коленчатого вала компрессора (рис.2) до-машнего холодильника.

Исследования поверхностных слоев подвергнутых лазерно-плазменной обра-ботке производились с использованием оптической и электронной микроскопии, спектрального анализа.

Металлографический анализ структур-но-фазового состояния поверхностного слоя производился на универсальном оп-тическом микроскопе NU-2E Karl Zeiss.

Электронно-микроскопический анализ производился на электронном микроскопе модели LEO 1455 VP.

Исследование химического состава сталей, используемых для лазерно-плаз-менной обработки, производилось на эмиссионном спектроанализаторе модели «Spectruma»GDA750.

Спектральный анализ состава стали А12, произведённый с использованием спектроанализатора, показал химический

состав, соответствующий ГОСТ.Таким образом, по проверенным хими-

ческим элементам материал соответствует марке ст. А12.

Металлографические исследования поверхностного слоя и основы, получен-ных лазерно-плазменной обработкой по-верхности, представлена на рис. 3

Лазерно-плазменная обработка в ре-жиме оплавления при исходной твердо-сти180-200 НВ позволила получить твер-дость поверхностного слоя 800-850 HV. что, безусловно, имеет аномально высокое значение.

Оптическая микроскопия не позволила выявить структуру поверхностного слоя сфор-мированного после лазерно-плазменной обработки.

Поэтому были проведены исследова-ния на электронном микроскопе (рис. 4). При этом была произведена проверка воз-можного выгорания углерода из поверх-ностного слоя при лазерно-плазменной обработке.

Проведенные на электронном микро-скопе LEO 1455 VP спектральные исследо-вания поверхностного слоя лазерно-плаз-менным методом не показали изменения содержания углерода в обработанном по-верхностном слое.

Дальнейшие исследования поверхност-ного слоя, обработанного лазерно-плаз-менным методом с использованием элек-тронной микроскопии, были произведены при большем увеличении, что позволило выявить исследуемую структуру поверх-ностного слоя (рис. 5).

Таким образом, проведенные иссле-дования поверхностных слоев, сформиро-ванных с использованием лазерно-плаз-менной обработки, на стали А12 позволяет сделать вывод, что в поверхностном слое формируется микро и субмикрокристалли-ческая структура, представляющая собой скрытоигольчатый мартенсит.

Как показали проведенные исследо-вания, стендовые и натурные испытания, лазерно-плазменное микро и субмикро-структурирование поверхностного слоя стали А12 позволяет:• повыситьтвердостьповерхностидо

850 HV при исходной 180 НВ;• уменьшитькоэффициенттренияиего

зависимость от нагрузки при работе поверхности в паре трения;

• уменьшитьизносвпаретрения;• уменьшитьпусковоймоментколенвала;• уменьшитьадгезионноесхватывание

при запуске машин и механизмов;• уменьшитьэнергопотребление

мотор-компрессора.Таким образом, лазерно-плазменная

обработка позволила существенно улуч-шить трибологические характеристики поверхности за счет формирования в нем субмикрокристаллических структур, су-щественного снижения износа в парах трения.

Рис. 4 — Внешний вид поверхностного слоя (электронная микроскопия)

Рис. 5 — Микро и субмикроструктура поверхностного слоя автоматной стали А12, сформированного лазерно-

плазменным методом обработки

С.Д. Калошкин,А.м. Чирков

610002 , Россия, г. Киров, ул. М. Гвардия, д. 14Тел: +7 (8332) 64-62-54

[email protected]


Приводная техника — неотъемлемая часть современной промышленности. Она используется практически на любом современном производстве. Среди большо-го спектра оборудования, включающего по-нятие приводной техники можно смело вы-делить значительную механическую часть и её разновидность — технику линейного перемещения, о которой пойдет речь в дан-ной статье. Понятно, что основная задача линейных приводов — прямолинейное пе-ремещение рабочего органа, но какой тип механического привода выбрать?.. У каждо-го из них свои преимущества и недостатки.

У опытных специалистов есть давно сложившиеся мнения, что один тип приво-да лучше чем другой, точнее или быстрее работает и подходит в каждом конкретном случае, однако в большинстве случаев это устаревшие стереотипы.

В последнее время в промышленности чаще используется электроприводы, неже-ли пневматические и гидравлические при-воды. Производители пневматики уверяют в ее точности, однако пневмооборудова-ние требует значительного технического обслуживания и дополнительного оборудо-вания – компрессоров для своей работы. Гидроприводы также требуют значительных эксплуатационных расходов и возможно в каких-то отдельных областях применения они и являются оптимальным выбором.

Компания «Сервомеханизмы» убежде-на, что использование линейных прямо-ходных механизмов с электродвигателем является наиболее удачным решением для промышленных и производственных предприятий.

Приводы линейного перемещения име-ют много названий: линейные приводы, линейные актуаторы, механизмы электри-ческие прямоходные, электроцилиндры,

электромеханизмы, исполнительные меха-низмы, электроприводы и т.п. Все эти слова могут встречаться в материале, но означать одно и то же устройство. (рис. 1, 2, 3)

Преимуществ у электроприводов масса, сейчас мы расскажем подробнее, наиболее значительные из них – это компактность и точность работы.

Масса и габариты современных приво-дов с электродвигателем позволяют легко монтировать и подключать их на любое обо-рудование без грузоподъемных механиз-мов. Требуется только крепление корпуса с опорой и крепление штока с рабочим орга-ном или грузом. Например, можно легко и компактно использовать МЭП на элементах конструкции и трубопровода.

Благодаря простоте конструкции, дляработы электромеханизмов не требуется особого технического обслуживания, одна-ко рекомендуется смазывать их 1 раз в год.

Экономный расход энергии – она потре-бляется только при перемещении груза.

Возможна эксплуатация при высоких и низких температурах, и при неблагоприят-ных условиях окружающей среды.

Механизмы работают фактически бесшумно.

Приводы можно комплектовать в систе-мы, используя несколько одновременно, синхронизировать, тем самым реализуя движение по двум и более направлени-ям. Также при шарнирной установке воз-можно реализовать любое криволинейное движение. (рис. 4)

Основная сфера применения линейных приводов — машиностроение, станкостро-ение, оборудование для металлургической промышленности. Они предназначены для объектов, где необходимо, выполнять или контролировать линейное движение при перемещении, передаче или подъеме

груза.Погрузочно разгрузочные устройства,

открывание крышки, затворы, поднятие – опускание какой-либо части устройства, натяжители троса, перемещение дверцы, шлагбаумы и т.п. (рис. 5)

Механизм электрический прямоходный может удерживать нагрузки в любом поло-жении, а также самоблокироваться, если использован электродвигатель с тормозом, и удерживать нагрузку даже при выключе-нии питания.

Исходя из требований, управление ме-ханизмом возможно автоматизировать, подключить к числовой системе управле-ния.

Для того, чтобы выбрать наиболее под-ходящий линейный механизм, сначала не-обходимо проанализировать применение

Применение и особенности линейных прямоходных механизмов на примере продукции компании «Сервомеханизмы»

Рис. 1

Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4


для определения требуемых технических характеристик и условий эксплуатации:

• Линейнаяскорость;• Усилиенаштоке(насжатиеили

растяжение);• Ходштока;• Длинарабочегоходаштока;

• Типэлектродвигателя.

Диапазон нагрузок от 10 до 1000 000 НДиапазон скоростей от 0,01 до 1000 мм/сек.Длина хода штока возможна любая.Электродвигатель переменного или постоянного тока.

Перемещение тока может ограничи-ваться концевыми выключателями, ме-ханизмы могут комплектоваться кодиру-ющими устройствами, тахогенератором (для электродвигателя) и потенциометром (датчиком положения), которые позволяют контролировать расположение и управлять перемещением штока. При изменении на-грузки, скорость перемещения штока не меняется.

Вот несколько примеров применения линейных приводов. (рис. 6, 7, 8)

Более подробно о выборе линейногомеханизма мы расскажем в ближайших статьях.

Рис. 6 — Шахтное оборудование (открывание крышки)

Рис. 7 — Прокатный стан

Рис. 8 — Привод для солнечных батарей

ООО НПП «Сервомеханизмы»г. Челябинск, ул. Каслинская, 77Тел.: +7 (351) 236-01-55Факс: +7 (351) 790-11-16

[email protected]@servomech.ruwww.servomech.ru

Рис. 5.


Плазменная резка – это процесс, при ко-тором осуществляется постоянная подача не-ионизированного газа в столб дуги, дополни-тельно сжимаемого вихревым потоком газа, создающий очень интенсивный и концентри-рованный источник тепловой энергии. Под воздействием энергии дуги подаваемый газ ионизируется, нагревается и превращается в плазменную струю.

В отличие от газовой резки, которая не позволяет резать нержавеющую сталь, алю-миний и медь, способ плазменной резки ис-пользуется для большинства металлов. Кроме того, плазменная резка более чистый, деше-вый и безопасный процесс, идеально подхо-дящий для проплавления отверстий в любом металле, подготовки кромок, фигурной резки и строжки.

Процесс плазменной резки состоит из следующих этапов:1. Возникновение дугового разряда

между электродом плазмотрона и разрезаемым металлом.

2. Формирование разряда воздухом или инертным газом в высокотемпературный плазменный поток до 20 000 °C.

3. Выдувание расплавленного металла из зоны реза воздухом или инертным газом.

К главным недостаткам плазменной рез-ки можно отнести довольно большую стои-мость оборудования, при выборе которого необходимо иметь четкое представление бу-дущего технологического процесса.

Что такое процесс плазменной резки.Схема процесса резки основана на

использовании сжатого воздуха в качестве плазмообразующего газа. Сжатый воздух поступает из компрессора в фильтр-регуля-тор, который расположен на задней панели источника питания плазменной дуги. Далее, из источника питания воздух по рукаву плаз-менной горелки (плазмотрона) подается в зону анод (плазменный мундштук) – катод (электрод), в которой зажигается вспомо-гательная дуга – так называемая дежурная дуга, которая выдувается из сопла в виде фа-кела длиной 20–40 мм. При касании факела дежурной дуги металла возникает режущая дуга – рабочая и включается повышенный расход воздуха; дежурная дуга при этом авто-матически отключается.

Несмотря на то, что технология плазмен-ной резки кажется довольно сложной, про-цесс поддается быстрому изучению и практи-ческой реализации.

Основные этапы процесса:1. Резак максимально близко

располагается к краю разрезаемого металла.

2. После включения резака сначала зажигается дежурная дуга, а затем режущая дуга. Можно начинать процесс резки.

3. Скорость движения резака вдоль планируемой линии разреза регулируется таким образом, чтобы с обратной стороны разрезаемого металла были видны искры. В противном случае металл не прорезается насквозь.

Важно обратить внимание на значимые факторы:• Резкатребуетвыдерживатьпостоянное

расстояние между поверхностью разрезаемого металла и торцом наконечника;

• Дугадолжнанаправлятьсявнизпод прямым углом к поверхности разрезаемого листа.

Правильный подбор скорости резки и силы тока позволяет производить более чи-стый разрез, без окалины и деформаций. Не-обходимо выполнить тестирование настроек на нескольких пробных разрезах. Процесс настройки начинают с более высокого тока, уменьшая его, при необходимости, в зависи-мости от скорости движения.

Выходная мощность и скорость плазменной резки.

Выходная мощность и скорость резки подбирются исходя из типа и толщины разре-заемого металла. Чаще всего в технических характеристиках к оборудованию, эта ве-личина приводится для углеродистой стали, реже – для нержавеющей стали и алюминия, еще реже для меди и ее сплавов. Поскольку на параметр толщины разрезаемого металла сильно влияет теплопроводность материала, необходимо учитывать возрастающий тепло-отвод из зоны резки и снижение максималь-ной толщины с увеличением коэффициента теплопроводности.

Например, если в паспорте на аппарат указано максимальное значение толщины разрезаемого металла – углеродистой стали 45 мм, то для меди и ее сплавов этот параметр будет равен примерно 30 мм. При этом мак-симальной называют такую толщину металла, которая может быть разрезана, но скорость резки при этом будет крайне низкой. То есть

Плазменная резка. Особенностивыбора источника плазменной резкиВсе чаще при резке различных металлов предпочтение отдается плазменной, а не популярной до настоящего времени газовой резке. Виной этому не только более высокая скорость процесса и небольшая ширина разреза, но и маленькая зона термического влияния, благодаря которой разрезаемый металл не деформируется и не закаливается.


если основные рабочие толщины разрезае-мого металла 40–50 мм, то следует выбирать аппараты, у которых максимальная толщина разрезаемого металла 60–70 мм.

Необходимо учесть, что источник пита-ния, позволяющий разрезать металл толщи-ной 60–70 мм, может быть экономически выгоднее для резки металла толщиной 10 мм, чем источник питания, со значением макси-мальной толщины 20 мм.

Плазменная резка: продолжительность работы.

Продолжительность работы – это время, в течение которого аппарат может резать не перегреваясь. Большая продолжительностьработы просто необходима при выполнении длинных разрезов, высокой производитель-ности или работе в обстановке повышенных температур.

Выбор плазмотрона.Плазмотрон должен быть достаточной

мощности, обеспечивать качественную рез-ку в тяжелых рабочих условиях и при интен-сивной эксплуатации быть ударопрочным. Существует невероятное множество конструк-ций плазмотронов: с медным и керамиче-ским соплом, с различными элементами-под-ставками, поддерживающими наконечник на нужном расстоянии от рабочей поверхности, и многие другие (рис. 1).

Расходные материалы и комплектую-щие.

Для плазменной резки необходимы не только сжатый воздух, но и различные ком-плектующие части и материалы. Низкая квалификация оператора, большая влаж-ность воздуха, использование интенсивных режимов изнашивают сопла и электроды, которые, в свою очередь, оказывают значи-тельное влияние на качество резки. Поэтому при выборе оборудования для плазменной резки необходимо уточнять возможность быстрой и бесперебойно поставки расходных материалов.

Размеры и вес оборудования.Если предполагается использование

оборудования в полевых условиях, то вес и размер аппарата имеют очень большое зна-чение. Для этих целей используются пере-носные аппараты, массой менее 40 кг. Для выполнения качественной резки металлов толщиной до 50 мм, лучше подойдут мощные аппараты плазменной резки, которые явля-ются стационарными (рис. 2).

Плазменная резка: критерии и факторы ка-чества резки высокой точности.

Качество резки зависит не только от пра-вильного выбора оборудования и изучения техники резки. Огромное влияние на процесс оказывает состав плазмообразующей среды.

От состава плазмообразующей среды зависит выбор оборудования, прежде всего основных узлов плазмотронов, способов крепления катода в плазмотроне и интенсивности его охлаждения, мощности источника питания, системы управления оборудования и многое другое (рис. 3).

Но при выборе плазмообразующей сре-ды важно учитывать дефицитность некоторых используемых материалов и себестоимость процесса. За счет изменения состава плазмо-образующей среды можно регулировать:• количествотепловойэнергии,

выделяющейся в дуге, так как при определенной геометрии сопла и данном токе состав среды задает напряженность поля столба дуги внутри и вне сопла;

• ширинурезаискоростьрезки, поскольку плазмообразующая среда оказывает наибольшее влияние на максимально допустимое значение отношения тока к диаметру сопла.

Правильным подбором состава плазмо-образующей среды создаются идеальные

условия для предотвращения наплывов на нижних кромках разрезаемого листа и удале-ния расплавленного металла из полости реза.

Однако для определенных металлов и сплавов некоторые плазмообразующие сме-си недопустимы. Например, при резке тита-на нельзя использовать плазмообразующие смеси, содержащие водород и азот.

Также диапазон допустимых смесей су-жается с увеличением толщины разрезаемых листов и теплопроводности материала. В таблице 1 приведены наиболее распростра-ненные плазмообразующие газы.

Как же правильно выбрать необходимый для работы источник плазменной резки?

Для ответа на этот вопрос необходимо определить:1. Какой материал вы хотите резать.2. Какова минимальная и максимальная

толщина резки.3. Какая загрузка источника

в день планируется.4. Особенности вашей электрической сети.5. Какая точность резки вам требуется.6. Необходимость мобильности источника.7. Какой процесс резки будет

использоваться: ручной или механизированный.

8. Какова конструкция плазмотрона.Если вы наиболее полно ответите на все

эти пункты специалистам, будет достаточно легко предложить вам оптимальное решение, которое позволит сэкономить время и сни-зить уровень ошибки.

Рис. 1 — Плазмотрон

Рис. 3 — Оборудование для плазменной резки компании Cebora

Плазмообразующий газ

Обрабатываемый материал

Алюминий, медь и сплавы на их

основе

Коррозионно-стойкая сталь

Углеродистая и низколегированная

сталь

Сжатый воздух Для заготовительной машинной резки

Для ручной и машинной резки

Кислород Не используется Не используется Для машинной резки повышенного

качества

Aзотно-кислороднаясмесь

Не используется Для машинной резки с повышенной скоростью

Азот Для ручной и машинной резки

Для ручной и полуавтоматической

резки

Не используется

Aргоно-водороднаясмесь

Для резки кромок повышенного

качества

Не используется

Рис. 2 — Современный инверторный источник для плазменной резки

www.cnc.mk.ua


Для своего времени лазерная установка Квант-15 импульсной лазерной сварки, а так-же ЛТУ Квант-12 с одноквантронным излучате-лем, создала новые возможности для исполь-зования лазерного излучения, как источник сварочной энергии, и была последним сло-вомвнаукеитехнике80-хгодов.Благодарясвоим высоким качествам и технологическим возможностям эта технологическая установка продолжают работать на многих предприяти-ях и в различных отраслях промышленности России, обеспечивая качество сварных со-единений выпускаемой продукции. При со-ответствующем обслуживании и снабжении запчастями эти установки будут работать еще долгие годы. Модернизация ЛТУ серии Квант импульсной лазерной сварки, а особо это актуально для установок лазерной ми-кросхем – ЛТУ Квант-17, оснащенных перво-классным механическим приводом, с исполь-зованием современных решений и развития микроэлектроники, позволит поднять их на новый уровень и повысит потенциальные возможности, и конкурентоспособность.

Рассмотрим различные узлы установки с точки зрения достоинств и недостатков:

1. Источник (блок) питания СПИК-3 — памятник советского электронпрома. Мону-ментальный шкаф питания, снабжавший всю

установку требуемыми токами и напряжения-ми, производил неизгладимое впечатление на неподготовленного зрителя. Масса, габариты блока, шум, производимый при работе, силь-нейшие электромагнитные поля, окружавшие всю установку, влияли на окружающую среду. Со временем моральный износ составляющих его блоков и их элементной базы, стал приво-дить к выходу из строя излучателя, требовал ремонта самого источника питания, к сры-ву производственного процесса. Что можно сделать, чтобы уменьшить это воздействие? Возможна полная замена блока на совре-менный импульсный блок питания, который полностью выполнял бы функции СПИК-3. Современная элементная база позволила изготовить блок питания размеров со значи-тельно большим КПД, с широким диапазоном плавного изменения частоты, амплитуды и длительности следования импульсов лазер-ного излучения – ЛИ и удобным интерфейсом управления: выводом управления на экран ЖК-дисплея и через интерфейс RS232 на ком-пьютер, обеспечивая высокую надежность и стабильность работы всей установки в целом.

2. Рабочий стол с лазерным излучате-лем, пультом управления и устройством ох-лаждения.

Лазерный излучатель включает в себя

твердотельный импульсный лазер с 2-мя квантронами и ламповой накачкой, и те-лескопическую систему наблюдения за процессом сварки. Квантроны по своей компактности, малому весу и высокому КПД и сейчас остаются на уровне луч-ших мировых производителей лазерных установок. Огромным достоинством кон-струкции лазерного излучателя, с моей точки зрения, является то, что при снятии, ремонте и обратной установке квантрона на место, настройка положения квантро-на не сбивается и не требуется повторная юстировка резонатора. Слабым местом лазерного излучатели является система визуального канала наблюдения за техно-логическим процессом. Она состоит из мо-нокулярной зрительной трубы с обтюрато-ром и метрической шкалы, позволяющими оценивать качество работы лазера и сте-пень его воздействия на материал. Исполь-зование этой системы предполагает хоро-шее освещение рабочего поля и хорошее зрение оператора, чтобы рассмотреть кар-тину происходящего процесса сварки. Для своего времени эта визуальная система была передовым решением поставленной задачи. В современных условиях, при со-временном техническом уровне развития,

Былое и думы в фокусе сварочные установки 80-х типа Квант-15

Лазерные технологические установки — неотъемлемая часть высокоразвитой экономики. Без них невозможна работа многих высокотехнологичных предприятий. В СССР одной из основных была установка Квант-15 с импульсным лазером на кристалле YAG:Nd с двухквантронным излучателем (генератор и усилитель), позволявшая производить широкий спектр воздействий на обрабатываемые материалы: сварка, резка, наплавка, прошивка отверстий и др.


возможно другое решение этой проблемы… Я говорю об использовании миниатюрных телекамер для наблюдения за процессом. Миниатюрная камера с соответствующей оптикой ставится на место зрительной трубы, питается внешним напряжением 12 Вт и дает картинку на рядом стоящий те-левизор, который с хорошим увеличением показывает всю динамику процесса. Это не требует особой остроты зрения, позво-ляет видеть и контролировать технологи-ческий процесс всем заинтересованным лицам и т.д. Возможно использование чер-но-белых и цветных телекамер, что дает еще большее качество изображения. Эта технология отработана на всех установках нового поколения и очень хорошо себя зарекомендовала. Конструкторское реше-ние данной проблемы ООО «Резерв НК» мо-жет быть продемонстрировано в любой мо-мент на действующей лазерной установке «Квант- 15».

Устройство охлаждения УО-1 позволяет работать установке в различных темпера-турных условиях, блокировки не дают рабо-тать при отсутствии охлаждающей жидкости. Единственное, что требуется для успешной работы установки, это замена охлаждающей жидкости с промывкой всей системы и за-мена пластиковых шлангов на современные армированные шланги для работы лазерно-го излучателя, а также реконструкция УО-1, позволяющая отказаться от деталей подверженных износу и давно никем не выпускаемых.

Благодаряпредлагаемоймодернизации,рассматривая ее в зеркале взаимоотноше-ний лазер и блок питания, старая лазерная

установка Квант-15 (12, 17) получат новую жизнь и возможность многолетней успешной работы без больших капитальных затрат.

Если сравнить модернизированный вариант «Квант-15» с установками нового поколения, то можно сделать вывод, что современные источники питания в обоих вариантах удовлетворяют современным тре-бованием управления технологическим про-цессом. С точки зрения лазерной части уста-новки требуют выполнения регламентных работ и обслуживания, определяемых сро-ком наработки ламп, отражателей, активных элементов и зеркал. К тому же, используя возможность повторного применения, от-работанных активных элементов и отража-телей, подлежащих восстановлению, а их за годы эксплуатации установок Квант-15, Квант-12, Квант-17 на предприятиях страны скопилось предостаточно, оптимизирует , уменьшая во много раз материальные затра-ты на приобретение новой комплектации, и обеспечит ЗИП. А новый блок питания, соз-даст условия для стабильной работы всей установки в целом, облегчая диагностику и поиск неисправностей. Особо отмечу, что установки могут быть оснащены измери-телем энергии лазерного излучения – ЛИ, встроенным в блок питания или в виде от-дельного блока, обеспечивающего режим измерения, режим отображения формы импульса ЛИ, калибровки, чиллером для автономной системы охлаждения, стационар-ным юстировочным приспособлением, а так-же дополнительными опциями в зависимости от выполняемой технологической задачи – координатным столом с перемещением по 2-м координатам и устройством осевого

вращения по Z. Вопрос: Что делать? плодить металло-

лом? Разбазаривая и оптическую часть или увидеть перспективы дальнейшего исполь-зования данного оборудования на произ-водстве-инструментальном, ремонтном, электротехническом и в основном произ-водстве металлообработки для импуль-сной лазерной сварки тонкостенных дета-лей (глубина провара за один проход до 1… 1,5 мм), для прошивки отверстий, в том числе и под углом к поверхности, для ре-монта изношенных кромок деталей, за-варки трещин и выколок, а также ремонта крупногабаритных деталей, например, прессформ-технология импульсной на-плавки (для крупногабаритных деталей с опцией зеркально-линзового светопрово-да с волоконным световодом).

Модернизация решит эту проблему и избавит от излишних трат на приобретение нового оборудования. Весь вопрос, а надо ли это руководителям предприятий?

Л.С. Ворониназам ген. директора ООО «РЕЗЕРВ НК»

www.laser-reserv.ru

Когда меня спрашивают, подходят ли установки OMAX и MAXIEM для использо-вания на производстве, я приглашаю этих людей на наш завод по производству обо-рудования. У нас здесь три станка ОМАХ, ко-торые работают в две смены, изготавливая детали – от простых уплотнений из губчатой резины до стальных корпусов для обеих ли-неек OMAX и MAXIEM. Каждый год мы произ-водим и продаем сотни станков. И хотя мы предлагаем 19 различных моделей коорди-натных столов, три модели насосов и широ-кий спектр дополнительного оборудования, каждый выпущенный нами станок уникален. ОМАХ является одновременно производите-лем и пользователем своих станков. Техно-логия ОМАХ – один из факторов, благодаря которым это возможно.

Существует множество экономических преимуществв использовании нашего соб-ственного станка ОМАХ на производстве:

1. Мы можем быстро изготовить детали, как только появляется такая необходимость, а значит, можем начать изготовление для кли-ента тут же, как он сделает заказ. Это сводит к минимуму потребность складирования доро-гостоящих запасов элементов, в то же время обеспечивая быструю доставку оборудова-ния нашим клиентам.

2. Мы можем моментально вносить изме-нения в проект любого элемента, в характери-стики чертежей и спецификации материала, чтобы повысить производительность станка

либо уменьшить эксплуатационные расходы (или и то, и другое одновременно).

3.Благодарямногофункциональностиискорости изготовления элементов на станке гидроабразивной резки мы можем держать наши заготовки на складе в виде сырья, а не готовых, хранящихся на полках элементов.

4. Мы используем уникальные воз-можности технологии ГАР в процессе раз-работки наших станков, которые ведут к уменьшению эксплуатационных расходов. Хорошим примером служат защитные кор-пусы для нашей линейной системы направ-ляющих Intelli-Trax. Она была разработана специально для изготовления на ОМАХ-е. Изготовить деталь столь сложной формы любым другим способом было бы тяжело и затратно.

Благодаряэтимфакторамвкупесдоброт-ным инженерным проектированием, а также производительной и многофункциональной линейкой станков мы способны производить все наше оборудование здесь, в г. Кент (Ва-шингтон, США), и при этом оптимально по стоимости. Конечно, многие предполагают, что наша линейка MAXIEM производится за-границей, раз уж так доступна. Но нет. Все станки изготавливаются в Америке с исполь-зованием наших технологий, инженерного мастерства и квалифицированной опытной рабочей силы – так создается продукт высо-кого качества при самых низких из возмож-ных расходов.

Существует и другое, еще более особен-ное преимущество использования нашей тех-нологии в производстве наших же изделий. ОМАХ – единственный производитель стан-ков ГАР, который разрабатывает, производит и тестирует свой продукт целиком. Мы сами проектируем координатные столы для резки, линейные системы приводов, насосы, сопла, системы управления и ПО. Мы производим практически все элементы, разрабатывае-мые нами. Перед отправкой мы собираем и оперативно тестируем целиком всю систему ГАР,заказаннуюклиентом.Благодаряэтому,чтобы получить помощь по любому вопросу, нашим клиентам нужно сделать только один звонок – в ОМАХ. Используя наше оборудова-ние для производства нашей же продукции, мы ставим себя на место наших клиентов. Станок должен работать и должен быть на-дежным, в противном случае это немедленно скажется и на нашем графике отправок, и на компании в целом. Поэтому мы постоянно тестируем и совершенствуем наши проекты в настоящих производственных условиях и принимаем во внимание все аспекты произ-водства для любого предприятия.

Подходят ли станки OMAX и MAXIEM для использования напроизводстве? Мы знаем, что это так. И мы не просто их продаем – мы их используем.

Джон Олсен – д.т.нwww.omaxjetsystem.ru

Работая с ОМАХ


Современное производство предпола-гает наличие определенного количества современного оборудования, в том числе различных станков с ЧПУ типа обрабатыва-ющий центр в которых посадочные отвер-стия в шпинделях под инструментальную оснастку могут быть различными по своей размерности и оснастку от одного станка невозможно установит на другой. Приме-нение в производстве блочно-модульной оснастки устраняет эту проблему и зна-чительно сокращает необходимый объем оснастки для обслуживания всего парка оборудования. К сожалению в настоящее время на предприятиях различных от-раслей нашей промышленности слишком мало применяется блочно-модульная ос-настка. Основной причиной этого являет-ся не полное понимание преимуществ ее применения.

Считается, что главным преимуще-ством блочно-модульной оснастки явля-ется возможность быстрой переналадки оснастки для обработки различных дета-лей на одном станке, но это только часть преимуществ, еще более значительные преимущества заключаются в том, что с по-мощью применения различных модулей на различных станках мы сможем унифициро-вать всю применяемую оснастку и значи-тельно сократить ее объем.

Например:На производстве имеются 4 обрабаты-

вающих центра, у которых инструменталь-ные магазины на 15, 20, 25, 30 гнезд под инструментальную оснастку и у которых различные посадочные отверстия в шпин-делях под оснастку – SK 40, SK 45, SK 50,

HSK 50. Понятно что оснастку от одного станка нельзя установит на другой. Для нормальной работы станков необходимо иметь в наличии минимум по два комплек-та оснастки на каждый станок. Итого 180 единиц оснастки при этом в ее номенкла-туре обязательно будут повторяющие-ся оправки с различными посадочными конусами.

При применении блочно-модульного варианта оснастки вы имеете только 90 ба-зовых модулей с различными посадочными конусами, а конечные модули приводите к единой размерности и сможете применять их на любом станке.

В этом случае значительно увеличива-ется и разнообразится номенклатура ко-нечных модулей. При наличии 90 базовых модулей возможно применить 90 конеч-ных различных неповторяющихся модулей и имея в сумме также 180 единиц оснаст-ки значительно увеличивается гибкость производства.

Однако блочно-модульная оснастка должна обладать достаточной точностью и надежностью соединения модулей. Что зависит от применяемого в ней Устройства соединения модулей. В настоящее вре-мя различными фирмами выпускающими блочно-модульную оснастку применяются различные конструкции Устройств соеди-нения модулей. В России практически не производится блочно-модульная оснастка, однако имеются патенты РФ на Устройства соединения модулей в их числе патент № 2396148 от 10 августа 2010 г. и патент № 2453402 от 20 июня 2012 г.

В конструкции устройства модулей по патенту № 2453402 базирование соединя-емых модулей происходит по коническим поверхностям 1 торцам 2. Фиксация поло-жения собираемых модулей происходит за счет шпонок 6 и обратной конической поверхности 3. В этом случае размыкание собранных модулей практически невозмож-но и собранная конструкция не отличается от цельно изготовленной оснастки.

Кроме этого в конструкции этого Устрой-ства соединения модулей имеется и силовая фиксация момента заворачивания стягива-ющего винта 5, этого не предусмотрено ни в одной из известных зарубежных конструк-ций. Эта фиксация производится винтом 4, ось которого смещена относительно оси ша-рикового пояса 7 и при его заворачивании после сборки модулей происходит силовой контакт его конической части с шариками и фиксация шарикового пояса в его положе-нии, что припядствует отварачиванию вин-та 5 от вибраций образующихся при работе станка.

В этой конструкции предусмотрена уни-версальность сборки модулей заключаю-щаяся в том, что сборку можно вести двумя

способами, а именно:1. Радиальным – создавая вращение винту 5

посредством ключа 8 с червяком.2. Осевым – создавая вращение винту 5 клю-

чем 9.Такой возможности сборки модулей так-

же не предусмотрено ни в одной из извест-ных конструкции Устройства соединения модулей.

В настоящее время будет проводиться разработка конструкторской документации на весь комплект блочно-модульной ос-настки с использованием этой конструкции Устройства соединения модулей.

ООО «ВИНТ» приглашает Российские и зарубежные предприятия принять участие в организации производства блочно-модуль-ной инструментальной оснастки с описан-ным устройством соединения модулей и в дальнейшем совместную ее реализацию.

Применение блочно-модульной инструментальной оснастки в современном производстве

Рис. 1 — Оригинальная конструкция Устройства соединения модулей

Г. м. Целковнев – генеральный директор ООО «ВИНТ»www.vinttis.ru


Обывателя завораживают радужные перспективы стать потребителем более каче-ственных и более дешёвых товаров и услуг. Правда, прогнозы большинства экспертов при перечислении товаров и услуг пересы-паны выражениями сомнений и неуверен-ности, ибо практика торговых взаимоотно-шений стран – давних партнёров по ВТО не выявляет тенденции на снижение стоимости товаров и услуг. Наоборот – законы рынка диктуют единственно возможную стратегию поведения производителей: выискивать но-вые приманки, включать новые «фишки», но достигнутый уровень стоимости не снижать. И пределов таким приманкам или уловкам (в том числе и технологических, и дизайнерских) не видно. По большинству товаров наперёд – на значительные сроки – таможенные пошли-ны утверждены и пересмотру не подлежат (обувь, мясо птицы, говядина, свинина, бана-ны, виноград, автомобили, лекарства и т.д.). По правилам, обязательным для всех участни-ков ВТО, продукция сельского хозяйства, иду-щая на внутреннее потребление, должна будет иметь уровень цен, сопоставимых с ценами в странах ВТО, то есть по существенно более высоким. В связи с этим роль государства, как главного инициатора вступления стра-ны в ВТО, должна корректироваться в части поддержки отечественного производителя.

С позиций среднестатистического руко-водителя отечественного промышленного предприятия ситуация выглядит не то чтобы в более мрачных тонах. Прогнозируются снижение таможенных пошлин, повышение активности иностранных кампаний на рос-сийском рынке и увеличение иностранного инвестиционного капитала, но и усиление конкуренции практически во всех секторах российской экономики. Появление новых витков конкуренции неявно заложено в вопросах «сближения различных техрегла-ментов». Казалось бы, какая связь между таможенными пошлинами и техрегламен-

тами на различные работы, производимые в той или иной стране? Оказывается, пря-мая. Вот пример. Коль скоро мы вступили в ВТО, нам предстоит в сжатые сроки под-корректировать техрегламент транспорт-ных средств, максимально согласовав этот документ не только с новыми правилами техосмотра в России, но и с общим регла-ментом всех стран-участниц Таможенного союза (Россия, Казахстан и Белоруссия),который вступит в свои права с 2015 года. Требования ВТО к качеству технических регламентов во всех областях промыш-ленного производства, несомненно, носят более жёсткий характер, поэтому автолю-бителям России не нужно объяснять, какие организационно-технические мероприятия должны быть проведены в России, чтобы автотранспорт России соответствовал тре-бованиям ВТО только в одной этой области.

Руководители металлообрабатываю-щей промышленности России как части специализированного кластера наверня-ка знакомы с пассажем: «В Соглашении ВТО по применению санитарных и фито-санитарных мер сказано: «В тех случаях, когда член ВТО не применяет междуна-родный стандарт, руководство или реко-мендацию в качестве условия импорта, ему следует указать причину этого и, в частности, указать, считает ли он, что стандарт не яв-ляется достаточно строгим и не обеспечи-вает надлежащий уровень санитарной или фитосанитарной защиты». Наши предпри-ятия могут в скором времени столкнуться

с проблемой преодоления ограничений в некоторых характеристиках выпускаемой продукции и доказывать соответствие этих показателей международным стандартам.

Яркий пример последнего времени – спо-ры ведомств России вокруг отсутствия дока-зательства вредности бутылочного пластика. Но ведь подобный «бутылочный пластик» мо-жет вдруг всплыть при подготовке отгрузоч-ной и разрешительной документации на бо-лее серьёзную продукцию, чем партия пива.

На поверхность выступают проблемы, на которые предприятия в последние два десятилетия не обращали серьёзного вни-мания. По мнению большинства экспертов, спрогнозировать последствия членства Рос-сии в ВТО невозможно. Единственно возмож-ным выходом для каждого предприятия долж-на служить чёткая и трезвая установка: не ждать никаких послаблений от рынка в части цен на продукцию и услуги, создавать свои «стабилизационные фонды» для противосто-яния финансово-экономическим невзгодам.

На новый уровень выходит пробле-ма применения правовых отношений в сфере бизнеса, особенно в части защи-ты прав пользователя или создателя объ-ектов интеллектуальной собственности: уже появляется проблема борьбы с про-явлениями спекуляции в этой области. Промышленное предприятие может пасть жертвой новых технологий разбойничьего нападения «правозащитников» в этой об-ласти. На руку таким «правозащитникам» играют многие факторы дестабилизации

ЛОМАТЬ СТЕРЕОТИПЫСвершилось долгожданное: после длительного ожидания и колебаний (вступать – не вступать) Россия вступила в ВТО. Вслед за «железным занавесом», так надёжно прикрывавшим нас от взоров и проникновений «забугорных» наблюдателей в годы пресловутой «холодной» войны и вслед за падением берлинской стены, являвшейся в бόльшей степени символом разделения мира на два противоборствующих лагеря – вслед за этими преградами-символами рухнула, наконец, стена, отграничивавшая нас от остального мира в части торговли, существовавшая в виде пошлинных препон при пересечении товаров через границу. Чисто внешне закончены большие предварительные работы (сближены различные техрегламенты, гармонизирован таможенный тариф, приведены в соответствие со стандартами таможенные пошлины и т.д.). Оставляя в стороне политические аспекты события, обратим взор на промышленность и хозяйство России с позиций рядового обывателя России и среднестатистического руководителя отечественного промышленного предприятия.


в самих ВТО и международных патентных организациях, в частности, запутанность процедур оспаривания решений. Сегодня любое предприятие использует в покупных комплектующих изделиях продукты интел-лектуальной собственности зарубежных разработчиков (изобретателей), что неред-ко действительно создаёт предпосылки для инициации тяжбы, исход которой решается и степенью подготовленности экспертов и адвокатов, и решимостью руководства пред-приятия отстаивать интересы предприятия.

Эти краткие заметки фокусируют вни-

мание руководителей отечественной про-мышленности на важность ситуации в связи с вступлением России в ряды членов ВТО. Любителей нажиться на спорных пробле-мах и урвать кусок пожирнее в процессе судебной тяжбы, где стороны – предприя-тие и патентообладатель – не видят друг в друге соратника и помощника, становит-ся всё больше. Либерализация экономи-ки и производства, как видно, приносит далеко не сладкие плоды. Ломать стереоти-пы старого мышления пришла пора. Инно-вации, интеграция, глобализация – всё это

знаки нового времени. Нужно соответство-вать веяниям и требованиям времени, но не забывать и о цене такого соответствия.

А.С.Вохидов, к.э.н.Л.О.Добровольский

Анализ потерь заготовительного производства при обработке листаРассмотрены основные составляющие потерь заготовительного производства при обработке листа. Проект модернизации производства заготовок из листа должен учитывать эффективность использования общей площади цеха под складирование, потребление электроэнергии при перемещении листов и погрузочно-разгрузочных работах и производительность используемых процессов обработки листа.

Проектирование нового или модер-низация существующего производства де-талей из листа направлено, в основном, на соблюдение принципа оптимальности – экономическое обоснование проектных решений, интенсификация и непрерыв-

ность технологических процессов. Однако, при этом часто не в полной мере учитыва-ется эффективность использования общей площади цеха под складирование, потре-бление электроэнергии при перемещении листов и погрузочно-разгрузочных работах и

сравнение производительности различных процессов обработки листа. Вместе с тем, эти на первый взгляд не основные показатели приводят к значительным потерям произво-дительности и эффективности всего проекта.

Основным показателем потерь общей

Рис. 1 — Складирование деталей: а - на полу цеха; б – в автоматизированном складеа) б)


площади примем площадь участков под складирование листов и вырезанных из них деталей. Площадь, приходящаяся на производственное оборудование, опреде-ляется при разработке планировки цеха, а площадь вспомогательных помещений, кладовых инструментов, приспособлений, абразивов, помещений ОТК и т. д. составля-ет незначительную часть от общей площади.

Как правило, площадь участков под складирование листов составляет не более 10% от общей площади. Такое соотноше-ние площадей под складирование и общей площади, является вполне рациональным. Однако, с учетом роста производственной программы при складировании листов и вырезанных из них деталей на полу цеха (рис. 1а) значительно вырастут площади участ-ков под складирование. Кроме того, в резуль-тате внедрения нового оборудования про-изводительность увеличится, а площадь под оборудование уменьшится, и соотношение площадей окажется не рациональным. Поэ-тому, с целью исключения потерь общей пло-щади для складирования листов и деталей не-обходимо использовать автоматизированную складскую систему (рис. 1б). Кроме много-ярусного складирования, автоматизирован-ного поиска и доставки, такая система обе-спечит учет металла и изготовленных деталей.

Потери электроэнергии возникают, в основном при погрузке листов и раз-грузке деталей на различные машины для термической реки и на гильотинные нож-ницы с помощью мостовых кранов с элек-троприводом. Например, самый тяжелый лист, используемый при изготовлении за-готовки по технологии газокислородной резки, имеет размеры 8000х2000х110 мм (длинахширинахтолщина), весит 13,9 тонн, а самый легкий - при изготовлении заго-товки на гильотинных ножницах, имеет размеры 1000×2000х1,5 мм и весит 23,6 кг. Легкие листы к месту обработки достав-ляются стопами, а тяжелые – по одному. Протяженность путей доставки листов в за-висимости от протяженности и планировки цеха для большинства машиностроитель-ных производств может составить до 70 м и в каждом пролете цеха работает от 2 до 4 мостовых кранов с электроприводом.

Значительно снизить расход элек-троэнергии при транспортировке листов

мостовыми кранами возможно, если около машин для термической резки и около ги-льотинных ножниц установить стационарные вакуумные подъемники (рис. 2), предна-значенные для погрузки листов и разгрузки деталей. Коэффициент полезного действия по электрической мощности этих подъем-ников значительно выше, чем у мостового крана. Горизонтальное перемещение листа выполняется вручную. Надежное крепле-ние груза осуществляется за 3-5 секунд. Их использование позволит выполнять око-ло 40% погрузочно-разгрузочных работ.

Мостовые краны целесообразно исполь-зовать для доставки к местам промежуточ-ного складирования одно - трех сменного запаса листов, а погрузку листов на маши-ны для термической реки и в гильотинные ножницы и разгрузку изготовленных дета-лей выполнять вакуумными подъемниками.

Потери производительности на операциях термической резки возникают в результате:• Использованиягазокислороднойрезки,

для изготовления деталей прямоугольной формы и толщиной листа до 20 мм вместо резки на гильотинных ножницах;

• Использованиягазокислороднойрезкивместо лазерной для деталей лекальной формы, толщиной листа до 20 мм;

• Выполнениябольшогоколичества

ручных вспомогательных операций по ручной разметке в связи с исползование оборудования для плазменной ручной резки и газокислородной резки.

Резка листа на гильотинных ножницах наиболее - производительный процесс рас-кроя листа. Использование гильотинных ножниц с максимальной толщиной листа до 20 мм для изготовления деталей, наруж-ный контур которых образован прямыми линиями и оснащенных устройством ба-зирования листа под углом позволит зна-чительно повысить производительность.

Газокислородная и плазменная рез-ка листа значительно уступают по про-изводительности лазерной резки. На рис. 3 приведено сравнение скорости резания плазменной и лазерной резки.

Если перевести изготовление деталей из листа, наружный контур которых образован лекальными линиями на лазерную резку, отпадет необходимость выполнять вспомо-гательные операции по ручной разметке заготовок и увеличение производительности составит до 20% на листах, толщиной свыше 10 мм и до 50% на листах толщиной до 10 мм.

Изготовление деталей из листа тол-щиной от 20 до 70 мм целесообразно вы-полнять на оборудовании резки листа плазменной 3D головкой; из листа толщи-ной от 70 и более мм - на оборудовании с автогенной 2D головкой. Использованиеплазменной 3D головки позволит предва-рительно обрабатывать фаски всех видов.

В результате припуск на обработку фасок на кромкофрезерных и кромкострогаль ных станках значительно уменьшиться и производительность процесса увеличится.

А. х. Тлибеков - доктор тех. наук, профессор.Главный инженер проектов (ООО «Weber Engineering»).115088, Москва, ул. Шарикоподшипниковская, д. 4. Тел./факс: +7 (495) 221 12 36; (495) 229 28 96

Рис. 2 — Использование вакуумного подъемника для загрузки листов на рабочий стол машины для термической резки листа

Рис. 3 — Сравнение скорости плазменной и лазерной резки листа, толщиной до 20 мм. Материал разрезаемого листа - низкоуглеродистая сталь


Тема этой статьи – изобретение, сде-ланное инженерами фирмы «Фронтекс», г. Екатеринбург. Направления деятельности фирмы связаны с промышленностью: это производство газорегулирующего оборудо-вания и производство плазмотронов ручной и автоматической воздушно-плазменной рез-ки.Былапоставленазадача–разработатьивнедрить в серийное производство регуля-тор давления газа, превосходящий по своим качествам все отечественные аналоги, при этом он должен быть дешевле импортных регуляторов, чтобы конкурировать с ними. Сейчас можно сказать, что эта задача пере-выполнена: регуляторы давления газа серии FGR превосходят по качеству регулирования не только отечественные, но и вообще все ре-гуляторы, при этом оставаясь дешевле боль-шинства из них. Не только продажной ценой, но, что очень важно, ценой эксплуатации. Не секрет, что у многих качественных импортных регуляторов kit-комплект для проведения ре-гламентных работ, обязательных для газовой отрасли, стоит 40-60% от продажной цены, а у регуляторов FGR – 2-3%. И все это – благода-ря изобретениям инженеров фирмы.

При конструировании изначально была выбрана схема регулятора давления пря-мого действия. Это регуляторы, в которых усилие измерительной части передаётся непосредственно на исполнительную, дрос-сельную часть (тарельчатый клапан). Другая принципиальная схема – регулятор давления с пилотом, в котором измерительная часть управляет приводом исполнительной части, использующим дополнительную энергию (на-пример, энергию входного давления газа) – была фирмой отвергнута из-за капризного характера этих регуляторов.

Но регуляторы давления прямого дей-ствия также обладают рядом недостатков.

Вот что пишут по этому поводу професси-ональные сайты и учебники:

«Ограниченные размеры пружины и мем-браны определяют следующие особенности:• узкийдиапазонвыходного

регулируемого давления, величина кото-рого определяется параметрами настроеч-ной пружины;

• «наклонную»расходную характеристику. Это означает, что с увеличением расхода газа через регулятор от 0 до 100 % выходное давление в определенном соотношении для каждого типа регулятора уменьшается;

• пропускнаяспособностьэтих регуляторов невелика.» http://www.gazovik-gaz.ru/directory/reg/choise.html

«… их выходная характеристика является нелинейной, поскольку их система с нагру-зочной пружиной вызывает большое падение давления, проявляющееся в процессе рабо-ты регулятора. (Падение определяется как уменьшение регулируемого давления, кото-рое возникает при изменении режима потока с малого расхода на полный расход…» http://www.pea.ru/docs/fileadmin/files/emerson/

Industrial_regs_RUS.pdf Между прочим, се-рьёзные дядьки, американцы, транснацио-нальная корпорация Fisher-Emerson.

Те же недостатки перечислены в учебни-ке Ионина А.А. «Газоснабжение» для вузов…

Инженеры, создавшие регуляторы FGR, взяли на себя смелость разобраться с истин-ными причинами данных недостатков, и, как выяснилось, не напрасно.

Точка отбора контролируемого давления в газорегулирующих установках, как прави-ло, расположена в выходной магистрали, ди-аметр которой больше Ду регулятора. Чтобы при больших расходах поддерживать в выход-ной магистрали давление, равное требуемо-му, в выходной полости регулятора давление должно быть больше контролируемого. Рас-смотрим силы, действующие на рабочий кла-пан регулятора: где Рпр – сила, создаваемая

рабочей регулировочной пружиной. Рабочая пружина – это задатчик контролируемого давления, регулировка её усилия произво-дится при помощи регулировочного винта и нажимной шайбы в процессе настройки вы-ходного давления после регулятора. В регуля-торах FGR пружина длины достаточной, чтобы обеспечить её относительную деформацию при полном ходе рабочего клапана не более 3% (в пределах точности регулирования, для того, чтобы изменение усилия пружины при перемещении от нижней рабочей точки до верхней было меньше 3% от номинального ). Рм – сила, действующая на мембрану регуля-тора, равная произведению давления в точке отбора импульса на площадь мембраны. Чем больше площадь мембраны, тем меньшее из-менение выходного давления требуется для преодоления сил трения, перемещения рабо-чего клапана и приведения системы сил Рпр и Рм в равновесие. В регуляторах FGR площадь

мембраны ок. 600 см², т.е. при изменении давления на 0,5 кПа возникает усилие поряд-ка 3 кгс, а совокупная сила трения в испол-нительном механизме серийного регулятора FGR – ок. 1,5 кгс.

Рк – сила, действующая на компенсатор рабочего клапана; Рвх – сила, действующая на рабочий клапан. Эти силы уравновешивают друг друга за счёт равенства эффективных площадей компенсатора и рабочего клапана и при изменении входного давления оста-ются в равновесии, выходное давление не меняется.

Рвых – сила, равная произведению площа-ди клапана на давление в выходной полости регулятора. Эта сила направлена на закрытие клапана. На малых расходах, когда давление в выходной полости равно контролируемому, эту силу легко скомпенсировать рабочей, за-дающей пружиной регулятора. Были прове-дены опыты, в ходе которых выяснилось, что с увеличением расхода давление в выходной полости растёт значительно, т.е. сила Рвых уве-личивается, прикрывая клапан и уменьшая выходное давление. Это истинная причина «наклонной» или «падающей» характери-стики регуляторов давления газа прямого действия.

Как бороться с этим явлением? Конечно же, изолировать нижнюю поверхность рабо-чего клапана от нарастающего при увеличе-нии расхода давления. Это и есть суть первого изобретения, сделанного при разработке ре-гуляторов FGR. Сделать это можно нескольки-ми способами, например, сильфоном.

В регуляторах FGR применена следующая схема:где 1 – рабочий клапан, 2 – изолирующая

втулка, 3 – дренажный канал под мембрану. Рабочий клапан имеет кольцевую канав-ку с кольцом резиновым уплотнительным и свободно перемещается вдоль втулки (под-вижное герметичное соединение). Таким образом, при любом расходе давление под рабочим клапаном равно контролируемому

Регулятор давления газа прямого действия с изолированным клапаном FGR

Мембрана

Пружина

Компенсатор

Рк

Рм

Рпр

Шток

Рвых

Рвх Клапан

Схема(1) регулятора FGR

Схема(2) регулятора FGR


давлению.Это решение в сочетании со снижени-

ем сил трения, чувствительной мембраной и длинной задающей пружиной дало точ-ность регулирования ±3% на всем диапазоне расходов от 0 до максимального. Макси-мальный расход за счет возможности пол-ного открытия рабочего клапана повышен относительно аналогов в 3 раза. Великолепно работает регулятор и на малых перепадах давления.

Второе изобретение инженеров «Фрон-текса» касается мембран, используемых в регуляторах FGR. В отечественной технике ис-пользуются формованные мембраны с капро-новым или нейлоновым кордом. Прочность таких мембран очень чувствительна к дефек-там корда (перекосы, растяжения, складки), да и качество резиносмеси оставляет желать

лучшего как в плане эластичности, так и моро-зостойкости. В импортной технике использу-ются формованные мембраны из, например, армированной NBR+PVC/нитрил-резины. Они очень качественные, прочные, элластичные, морозостойкие, долговечные. Но, во-первых, очень дорогие, во-вторых, в России техноло-гии по их изготовлению отсутствуют.

Был проведен анализ смежных отрас-лей промышленности, и выяснилось, что в вакуумных прессах, которые используются, например, в мебельной промышленности, применяют мембраны из силиконовой рези-ны. Это плоский рулонный материал, который лучше любой резины как по эластичности, так и по прочности, морозостойкости и другим качествам. Технологически несравнимо фор-мование мембран при помощи дорогостоя-щего оборудования из дорогих материалов на дорогой оснастке и изготовление мембран из рулонного материала. Их просто вырезают. Что имеем в итоге? Лучшую мембрану за не-сравнимо меньшие деньги.

Те же качества силиконовой резины и третье изобретение, сделанное в ходе НИОКР по созданию регуляторов FGR, позволило ре-шить ещё две проблемы.

Как ведут себя другие регуляторы при от-сутствии расхода за ним («нулевой расход»)? В идеале они должны закрывать рабочий кла-пан герметично и при этом не допускать повы-шения давления после себя. Что мы имеем на практике? Часть регуляторов не способна на нулевой расход совсем – при расходе ниже минимального, на который они способны, начинается неконтролируемое повышение давления после себя. Другие закрываться мо-гут, но лучший результат – повышение контро-лируемого давления на 10%. В регуляторах FGR материал прокладки рабочего клапана –

силиконовая резина, с учётом её эластич-ности требуются минимальные усилия при-жатия, чтобы герметично закрыть рабочий клапан. В результате превышение выходного давления при нулевом расходе через регуля-тор FGR – 2-3%. Для того, чтобы сделать уси-лие закрытия минимальным, а, следователь-но, минимизировать превышение давления при нулевом расходе, кромку седла клапана делают острой. Вследствие этого одной из ча-сто встречающихся неисправностей многих регуляторов является прорезание кромкой седла прокладки рабочего клапана. В регуля-торах FGR эта неисправность исключена – во-круг острой кромки седла сделан кольцевой выступ, в который упирается обечайка клапа-на (металл в металл), а кромка выступает на глубину, достаточную для герметизации, но исключающую прорезание прокладки рабо-чего клапана.

Мы уже говорили о том, что силы трения в подвижных частях регуляторов FGR очень малы. Такой малой силы трения удалось до-стичь в результате использования современ-ных силиконовых смазочных материалов, их температурный диапазон от -80 до 200 Сº. Все уплотнения герметичных соединений, как подвижных, так и неподвижных, сделаны при помощи резиновых колец, которые доступны, качественны и дешевы.

ООО «Фронтекс»Р.А. РеймерД.А. РеймерТел: +7 (343) 375-43-41

www.frontexekb.ru

P1=0,01 P1=0,03 P1=0,07÷0,08 P1=0,09÷0,1 P1=0,28÷0,32 P1=0,6

P2=0,002 160 360 520 650 1500 2500

P2=0,03 490 570 1650 3050

Таблица 1

Расходные характеристики регулятора FGR-50 (Ду 50). Зависимость максимального расхода Qmax (нм³/час) от входного давления Р1 (МПа) при выходном давлении Р2 (МПа)

и точности регулирования (АС ± 3 % на диапазоне расходов от Q = 0 до Q = Qmax).


«Станки Toshiba выгодно дополнят но-менклатуру оборудования корпорации Okuma, с которой мы продуктивно сотруд-ничаем вот уже пятнадцать лет, — расска-зал коммерческий директор корпорации «Пумори» Олег Владимирович Полукаров. — Эти станки позволят нашим заказчикам успешно решить ряд новых, сложных задач металлообработки».

В первую очередь российские предпри-ятия могут заинтересовать уникальные круп-ногабаритные станки Toshiba Machine. Это продольные горизонтальные фрезерно-рас-точные станки с поворотным столом и гори-зонтальные фрезерные станки с поворотной головой.Большойинтересмогутпредставлятьтакже горизонтальные фрезерные станки с подвижной колонной.

Toshiba Machine поставила более 500 станков еще в Советский Союз; многие из них, между прочим, работают до сих пор. Но после распада СССР обстоятельства сложились так, что компания отсутствовала на российском рынке. Договоренности о поставках оборудо-вания Toshiba Machine в партнерстве с «Пумо-ри» были достигнуты в ходе визита делегации «Пумори» в Японию 5–9 ноября, а в настоя-щее время ведется работа с рядом серьезных

заказчиков из различных отраслей россий-ской промышленности.

«Что дает российской индустрии обору-дование Toshiba Machine? Это, прежде всего, отличное японское качество: станки полно-стью изготавливаются в Японии, — говорит О. В. Полукаров. — Кроме того, многие станки Toshiba уникальны по своим параметрам и возможностям обработки. Несомненно, пред-приятия, осуществляющие переоснащение своего производства, найдут этому оборудова-нию хорошее применение. Его ждут заказчики из нефтегазовой отрасли (в частности, армату-ростроения), транспортного, энергетического машиностроения и авиаиндустрии».

При этом «Пумори», которая имеет боль-шой опыт инжиниринга в России, обеспечит инжиниринговые услуги для поставки обору-дования под ключ, с оснасткой, технологиями, гарантийным и послегарантийным обслужива-нием, обучением персонала.

Toshiba Machine возвращается в Россию — в партнерстве с «Пумори»Уральская машиностроительная корпорация «Пумори», действуя в интересах своих клиентов — металлообрабатывающих предприятий России, начинает продажу и сервисное обслуживание станков производства Toshiba Machine (Япония).

Уральская машиностроительнаякорпорация «Пумори» 620142, Россия, г. Екатеринбург, ул. Фрунзе, д. 35/А.+7 (343) 210-44-64www.pumori.ruwww.pumori.com


Программу, управляющую логикой станка, в зависимости от системы ЧПУ (CNC) сокращенно именуют ПЛ, PLC или РМС. Один раз запущенная, она постоянно находится во внутренней памяти ЧПУ или контролле-ра и каждый раз после включения системы постоянно циклически выполняется в ре-альном времени.

На нашем предприятии ЭЛМИС со дня основания организован отдел программ-но-математического обеспечения (ПМО), специалисты которого занимаются разра-боткой и отладкой программ PLC в среде различных систем ЧПУ и широкого класса станков - от простых токарных, фрезерных, координатно-расточных до сложных мно-гопроцессных обрабатывающих центров. Накоплена большая электронная база ма-тематического обеспечения к различным станкам. Работа в отделе построена сле-дующим образом: каждый инженер-про-граммист ведет свой станок от начала до конца: разрабатывает на основании кон-структорских электрических схем и со-гласно изученным алгоритмам программу электроавтоматики станка, затем в паре с инженером-электроником отлаживает на станке программу логики станка. Обяза-тельным этапом отладки являются: запуск механизмов и узлов станка в «ручном» режиме, затем их функционирование в ре-жимах «преднабор» и «автомат», проверка всех блокировочных и аварийных ситуаций, обкатка станка в течение нескольких смен на холостом прогоне, сдача норм точности и обработка тестовой детали. Особенно отметим, что в обязанности математика входит составление руководства оператора

для станка с определенной системой ЧПУ - подробной инструкции для оператора с це-лью его обучения работе на поставляемом оборудовании.

Вернемся от служебных функций инже-нера-математика ПМО непосредственно к проблеме разработки программы логики станка. Очень часто специалисты по обслу-живанию станков на предприятиях заказ-чика интересуются возможностью самосто-ятельной корректировки программы PLC, для чего требуют исходные тексты файлов программы логики для разбора и обучения.

Какими навыками должен владеть про-граммист, чтобы написать программу логи-ки станка?

Как и в любой другой области программирования, во-первых, необходи-мо знать язык. Языки программирования на различных системах ЧПУ (CNC) отличаются существенно. На одних системах програм-мирование осуществляется в виде релей-но-контактных схем, на других это логиче-ские уравнения, в основе которых команды булевой алгебры, где-то язык похож на ма-кроассемблер. На современных системах - это язык высокого уровня, в котором кро-ме логических команд используется много специальных команд, позволяющих легко реализовывать различные алгоритмы.

Во-вторых, необходимо знать особенно-сти каждой системы ЧПУ - её конфигурацию, структуру, среду, стратегию и возможности программирования, способы решения станочных задач.

В-третьих, четко представлять набор ис-пользуемых ресурсов для программы логи-ки: входы, выходы, меркеры, переменные,

интерфейсные системные логические сиг-налы, предназначенные для обмена инфор-мацией между системой и станком, либо между приводами и системой.

В-четвертых, изучение разных классов параметров системы, чтобы сконфигури-ровать на системе станок с определенными характеристиками, соответствующими име-ющемуся оборудованию станка.

И, конечно же, абсолютно точно знать алгоритмы работы всех механизмов и узлов программируемого станка.

Не вся перечисленная выше информа-ция доступна в тех описаниях и инструк-циях, которые приходят с системой ЧПУ или контроллером, а также со станком, либо предоставлены на сайтах разработ-чиков систем управления. Немаловажной составляющей для создания программы логики является опыт работы с система-ми ЧПУ, с разными классами станков и практика написания и отладки программ электроавтоматики.

Программа логики станка, как правило, имеет блочную структуру. Каждый блок свя-зан с работой отдельного узла, есть общий блок включения, диагностики и реакции ло-гики на каждую ситуацию на станке.

Использование возможности вынесе-ния некоторых таймеров и счетчиков в па-раметры, которые наладчики станков или операторы могут корректировать, позво-ляет делать управление основными и вспо-могательными механизмами более гибким. Например, в зависимости от температуры в цеху или вида масла персонал может менять интервал включения смазки или подбирать паузу между движениями узла, не имея до-ступа к программе PLC, что позволяет пони-зить износ частей и механизмов станка.

По окончании работы по отладке про-граммы мы получаем станок, работающий во всех предусмотренных системой и техни-ческим заданием режимах, с периодически контролируемыми датчиками, с набором необходимых для работы М-функций, с удобно работающим пультом оператора, с постоянной диагностикой сбоев, аварий-ных ситуаций и адекватной реакцией систе-мы, обеспечивающей безопасную работу на станке. Контроль ограждения в автоматиче-ских режимах, осуществляемый програм-мой логики, защищает оператора от разно-го рода неприятностей во время работы.

В соответствие с нормами техники без-опасности диагностика сбоев и ошибок в программе логики должна быть обработа-на таким образом, чтобы с одной стороны нельзя было не отреагировать персоналу на сбой или ошибку (если это не простое информативное сообщение) не прерывая автоматическое выполнение программы.

Заметки программиста о программе логики станкаКогда речь идет о программировании станков с ЧПУ или контроллером, первое, что чаще всего подразумевается под этим - технологическое программирование для изготовления детали на данном станке. Но изготовление детали по технологической программе является заключительным этапом запуска и сдачи станка заказчику. Сейчас поговорим о другой программе, которая заставляет станок двигаться с помощью кнопок или функций, превращая видимую груду железа в готовый, автоматизированный станок со слаженно работающими механизмами.


С другой стороны у оператора должна быть возможность корректного выхода из сло-жившейся ситуации, например, перейти в наладочный режим и ликвидировав неис-правность, запустить технологическую про-грамму с того места, где она прервалась. Надо понимать, что серьёзные сбойные си-туации в работе станка при неправильной реакции на них или отсутствии реакции со стороны системы и оператора могут приве-сти как к поломке узлов станка, так и к трав-матизму персонала в связи с возникшей опасной ситуацией на станке.

К усложнению и увеличению програм-мы электроавтоматики приводят габарит-ность станка, множество дополнительных узлов, оригинальность и необычность кон-струкции станка, нестандартные подключе-ния к системным устройствам и использова-ние дополнительных опций. Характерным примером вышесказанного является мо-дернизированный специалистами нашего предприятия двухсуппортный токарно-ка-русельный станок 1В540МФ4 с системой Sinumerik 840D. Особенностями этого

станка являются реализация его автомати-ческой работы в двух процессах на системе SIEMENS, наличие 2 суппортов: токарного и токарно-фрезерного, планшайбы на мас-ляной подушке, работающей как в режиме шпинделя, так и в режиме следящей оси С, управление магазином ресцедержате-лей как осью, автоматическое управление поперечиной, наличие 2 перемещаемых пультов, 6 гидростанций, систем постоян-ной поточной смазки, датчика RENISHAW для измерения инструмента на токарном суппорте.

Программа электроавтоматики для типовых станков, неоднократно автома-тизированных на нашем предприятии, не используется в своей первой версии, а при каждой следующей стыковке продолжает совершенствоваться и дополняется не толь-ко в связи с небольшими изменениями в электросхемах и оборудовании, но и с уче-том опыта новых наработок и требований настоящего времени.

Подводя итог вышесказанному, мы по-зволим себе дать несколько рекомендаций, что необходимо сделать для того, чтобы ваш станок хорошо и долго работал:• Модернизациястанкадолжна

осуществляться опытными специалистами;

• Втехническомзаданииобязательно указывать, в каком виде и с какими характеристиками заказчик хочет видеть станок после модернизации, как производится его сдача;

• НенадоэкономитьнасистемеЧПУ и работах по написанию и отладке программы логики станка;

• Работающемунастанкеперсоналу иметь и изучить руководство оператора станка;

• Непытаться«завешивать»датчики, чтобы уйти от блокировок, нельзя корректировать самим программу логики, удалять объектный модуль, по подобным вопросам лучше связаться с разработчиком.

При выполнении всех изложенных выше условий можно гарантировать отсут-ствие проблем, связанных с поломкой и простоем станка и получения возможности работать в удовольствие на первоклассном оборудовании.

И.А. ИсаковичООО «ЭЛМИС»РеспубликаБеларусь,246020, г. Гомель, ул. Сосновая, 18, блок 11 Тел./факс: +375 (232)42-66-86 (многоканальный)

www.elmis.by

Exposition Metal Working

Documents

Transcript of Exposition Metal Working