На главную

 

Варианты модернизации токарного оборудования для небольших цехов: американский опыт

Переводчик А. А. Авраамов

       Если дать токарю-специалисту достаточно времени, он может установить и проточить почти любую деталь почти на любом токарном станке. Однако давление со стороны конкурентов заставляет непрерывно сокращать необходимое для полной обработки детали время, а ряды высококвалифицированных станочников редеют. В результате множество небольших механических и инструментальных цехов обнаруживают, что они нуждаются в ускорении токарных операций, выполняемых на станках с ручным управлением или оснащённых простыми УЧПУ (типа NC). Это может означать необходимость покупку нового небольшого токарного станка с компьютерным устройством УЧПУ (УЧПУ) типа CNC, либо бывшего в употреблении (б/у) или же оснащение УЧПУ типа CNC существующего станка.

          Независимо от того, какой вариант выбирают в цехе, как крайний вариант, главная причина выбора компьютерного УЧПУ как тенденции одна и та же: потребность в повышении скорости обработки. С компьютерным УЧПУ в цехе можно создавать, сохранять, накапливать и вновь вызывать при необходимости программы, позволяющие быстро и точно выпускать повторяющиеся детали. 

Рис.1. Интеллектуальная система управления на инструментальном токарном станке фирмы Haas Automation мод. TL-1 стоимостью 20 000 долл. США шаг за шагом ведёт оператора через необходимые этапы, например, при нарезании резьбы

Переход от обработки одной партии деталей к другой, отличающейся по конструкции деталей выполняется простым введением новых цифр. Использование систем CAD-CAM и CNC- технологий позволяет сокращать время от получения файлов с чертежами клиента до получения  готовых деталей. УЧПУ типа СNС позволяет также одним резцом обработать сложный контур детали, для обработки которого прежде использовалось несколько резцов или резцы  специальной формы. Тенденция движения к компьютерному УЧПУ может также смягчить проблему недостатка высококвалифицированных станочников. «Законсервированные», т.е. сохранённые программы позволяют снизить при обработке деталей сложной форм требуемую квалификацию операторов. Программное обеспечение компьютерного УЧПУ с возможностями диалога и обучения оператора расширяет его возможности выполнения механической обработки. А само УУЧПУ позволяет одному станочнику обслуживать цех с несколькими токарными станками. Хотя технология с применением компьютерного УЧПУ никогда не заменит мастерство токаря высокой квалификации, она может помочь цеху полностью удовлетворить требования клиента в получении деталей с более высоким качеством и в короткие сроки.

 Новые возможности старых станков

В ответ на требования рынка, множество станкостроителей теперь предлагают небольшие токарные станки с компьютерными УЧПУ. Одним из примеров является модель TL-1 инструментального токарного станка фирмы

Haas Automation Inc. При цене менее 20 000 долл. (рис. 1), станок обеспечивает обработку максимального диаметра 406 мм и длины 760 мм. Система управления обработкой, созданная, чтобы сгладить переход от ручной обработки к УЧПУ действует в четырех режимах: 

- в ручном режиме, стандартными маховичками перемещают по осям X и Z инструмент, в то время как контроль перемещений обеспечивается цифровой индикацией позиционирования с высвечиванием на табло/дисплее положения узла с точностью до 0,010 мм;

- в полуавтоматическом режиме станок работает с одновременной интерполяцией по двум осям координат. Этот режим позволяет оператору обрабатывать фаски и конусы, используя только один ручной маховичок;

-         в автоматическом режиме система управления имеет встроенные одно- и многопроходный циклы обработки для черновой и финишной обработки профилей, фасок, канавок, резьбы, для сверления и нарезания  метчиком резьбы. 

-         в полном режиме УЧПУ, программа G – кодов управляет всеми осями координат.

По сведениям фирмы Haas  графическая основа диалоговой интеллектуальной системы управления на станке мод. TL-1 ведет оператора через все этапы, необходимые для обработки детали. Операции, которые могли бы вызвать трудности у него или которые невозможно выполнить на ручном станке могут быть выполнены без особых знаний благодаря G-кодам  программирования. По мнению одного из менеджером  фирмы Haas   «Клиент-покупатель этого типа станков – это оснащенная ручными станками мастерская или цех, которому нужно поддерживать на высоком уровне  производительность и быть способным повторно производить (дублировать) точно детали за время более короткое, чем это можно сделать на ручном токарном станке.»

Потребительская стоимость

Даже с перспективами на высокую окупаемость на горизонте, множество небольших цехов отказываются вкладывать капитал в новый станок. Единственная альтернатива для них - покупка б/у станка, причем экономические условия, сложившиеся за последние несколько лет обусловили то, что было предложено для продажи много оборудования, причем от местных газет до аукционов в Интернете. Покупка б/у станка похожа на покупку старого б/у автомобиля. Такие сделки частных лиц неизменно относят к категории «ответственность за качество лежит на покупателе». Закупка же у уважаемого и известного дилера, возможно по более высокой цене, приносит большее удовлетворение. При этом желательно нанять техника по сервису,  чтобы квалифицированно обследовать б/у станок перед его покупкой. Кроме того, следует поискать продавца, предлагающего «полис возврата» или продажу станка по принципу «строго как есть». Некоторые продавцы станков и фирмы, занимающиеся модернизацией, предлагают сертификации, которые документально подтверждают, что станок в нормальном состоянии. Эти сертификаты могут включать и ограниченные гарантии.

Например, клиенты Kentucky Rebuild Corp., могут использовать в своих интересах преимущества Программы сертификации компании KRC. Она обеспечивает полную оценку станка, включая  состояние шпинделя и биение, люфты, перпендикулярность, состояние салазок и направляющих, ограждений-кожухов и системы смазки, a так же измерение уровня и анализ вибраций. Фирма KRC также оценивает станок по шкале от 1 до 10.

Ретро против нового

Сделка с б/у станком – не приносит  реальных результатов, если станок не выполняет все необходимые в цеху операции или не способствует расширению его возможностей. Если станки, хотя  и пригодные к использованию не обладают приемлемым качеством или работоспособностью, то альтернативой является покупка нового или модернизация имеющегося оборудования. Модернизация может проводиться в диапазоне от ретрофитинга т.е. переоснащения новым компьютерным УУЧПУ взамен старого (типа NC) до восстановления изношенных механических систем или даже до полной переборки и воссоздания станка. Решение должно базироваться на пересмотре цены. Вообще, 50 - 60 % от стоимости эквивалентного  нового станка - это максимум той суммы, которую можно вложить в модернизацию. Часто выбор между закупкой нового станка и модернизацией старого зависит от размера рассматриваемого станка. Чем больше станок, тем больше стоимость его замены и более разумным становится вложение капитала в модернизацию.

потенциальной заменой. По мнению ряда специалистов, если компания рассматривает замену, например станка фирмы Hardinge на какой-нибудь китайский или тайваньский, то ограничивать модернизацию 50 % от стоимости замены не обязательно, на хороший станок можно потратить и больше. Лучшие кандидаты на модернизацию имеют хорошее железо и старое управление. В качестве примера, он приведена мастерская с  токарным станком фирмы Mori Seiki мод. SL-1, имевшими систему управления 1979 г. изготовления. Владелец мастерской тратил 10 000 долл. ежегодно, чтобы поддерживать эти системы управления в работе. За 15 000 долл. фирма Centroid Corp. заменила систему управления на новую (рис. 2) и  затраты на обслуживание системы управления полностью исчезли. Теперь станок работает фактически лучше, чем новый, имеет новые свойства и возможности. Когда реальное железо имеет высокое качество, сохранило форму и размеры, то имеет смысл модернизировать станок. 

Что означает формулировка  - у станка “хорошее железо”? Если экспертиза определяет, что станок механически изношен, то, вероятно, не заслуживает внимания замена системы управления и восстановление механики токарного станка. В таких случаях специалисты рекомендуют получить мнение третьей стороны – авторитетной и независимой занимающейся ремонтом станков фирмы, которую при необходимости можно привлечь к полной или частичной модернизации конкретного станка и оценить, будет ли этот шаг экономически оправданным.

Если новое компьютерное УУЧПУ - это все, что необходимо для модернизации, то производители систем управления, станкостроители и независимые фирмы, модернизирующие старые станки, предлагают комплектные системы управления. 

Рис 2. Замена старой системы управления на новую, такую как CENTROID T-400 CNC для токарных станков и токарных центров, может заставить старый станок с «хорошим железом» работать не хуже нового

Специалисты  советуют цехам при сравнении закупаемых УЧПУ тщательно смотреть на то, что содержит каждый комплект когда сравниваются покупки. Некоторые комплекты состоят только из пульта управления, экрана и компьютера. Комплекты «под ключ» могут иметь более высокую цену, но они также включают серводвигатели, усилители, программируемый логический контролер (PLC) и пульт управления оператора.

Коммерческий менеджер фирмы CENTROID, сказал, что цех, собирающийся купить комплект компьютерного УУЧПУ, должен принять во внимание, какие операции станок должен выполнять сейчас, так же как и те, что он может выполнить в будущем. Типичные рассматриваемые факторы включают объёмы производства, трудоёмкость обработки деталей, требуется ли наличие оси C и желательны ли головки для вращающихся инструментов или возможность смены инструмента.

Руководство к компьютерному УЧПУ

Замена старого УЧПУ типа NC или компьютерного УЧПУ типа CNC вполне может окупиться на реальном станке. С другой стороны, превращение ручного станка в полностью компьютеризированный станок с УЧПУ может не быть хорошим вложением капитала. “Мы склоняемся к тому, чтобы не рекомендовать модернизацию станка с ручным управлением в станок с ЧПУ” сказал один из специалистов фирмы Centrod. Замена, которая требует полной замены механики станка, обычно не заслуживает внимания с экономической точки зрения. Дело в том, что приличный пакет компьютерного УЧПУ уходит по цене приблизительно 8 000 долл., установка добавляет другие 3 000 - 4 000 долл., замена ходовых винтов на шариковые винтовые пары также требует 2000 - 3 000 долл. Сложите все и Вы получите порядка 14 000 долл. В то же время за 19000 долл. Вы можете купить совершенно новый станок. Однако есть  исключения, основанные обычно на уникальных потребностях цеха. Цеха, особенно оснащённые ручными токарными станками, могут иметь специфические особенности, которые отсутствуют у нового станка по разумной цене. Примерами этих особенностей являются сквозные отверстия определённого диаметра в шпинделе, чрезвычайно низкое передаточное отношение, большое расстояние между центрами. Это требует намного больше работы, потому что фактически Вы разрабатываете и изготовляете новые крепления сервомоторов, шариковых винтовых пар и другую оснастку, но в случае, когда бывают какие-либо специальные заказы, которые надо сделать в цехе, тогда затраты того стоят.

Общие затраты и преимущества

При сравнении закупки нового станка с модернизацией существующего оборудования нужно рассматривать все затраты. Истинная стоимость нового станка включает расходы на демонтаж, отключение и перемещение старого станка и, возможно, на его вывоз. Есть также связанная с новым станком транспортировка на грузовике и сопутствующие затраты. Если в новом станке не используются те же самые инструменты, что и в старом, то появятся расходы на закупку новой оснастки и инструмента. Кроме того, в то время, когда рабочие будут осваивать новые для них приёмы управления станком, могут пострадать объёмы производства.

С другой стороны инвестиции в компьютерное УЧПУ несколько возмещаются более высокой производительностью новых или модернизированных станков и более низкими трудовыми затратами из-за возможности введения безлюдной технологии и обслуживания нескольких станков низкоквалифицированным персоналом. Диалоговые и самообучающие системы компьютерного УЧПУ могут обеспечить для этих менее квалифицированных операторов быстрое освоение новых станков. Компьютерные УЧПУ также предлагают ручное управление с использованием режима цифровой индикации, который может постепенно подвести оператора к полному использованию возможностей компьютерного УЧПУ.  Оператор, когда только начинает использовать эти режимы, узнаёт, как проточить диаметр, затем он немного программирует обработку простых деталей. Шесть месяцев спустя, он уже программист компьютерного УЧПУ.

Конкурентные силы

Такое виртуальное обучение не может заменить оператору ни таланта,  ни опыта. К счастью или к сожалению, но компьютер сводит к минимуму мастерство в промышленности. Компьютер никогда не заменит человека, который может визуально представить этот материал в своей голове и сразу  претворить его в реальность на станке. Мелкие цеха вынуждены обращаться к компьютерному УЧПУ, чтобы сохранить конкурентоспособность.

Как сказал руководитель одной из фирм: «Мы имеем высокий уровень жизни и это плата за то, что мы конкурируем с людьми в других странах, которые работают за четверть нашей зарплаты». Некоторые говорят: «Введением компьютерного УЧПУ Вы выгоняете из бизнеса хороших рабочих-станочников». Это - близорукая точка зрения, и нам приходится сопротивляться заграничным конкурентам и рассчитывать, как сделать это в Америке лучше и дешевле».

 [На главную (homepage)]   [Статьи (Articles)]    [Выставки (Exhibitions)]   [Архив]
  [Ваши коллеги (Your colleagues)]   [Услуги (Services)]    [ Нам пишут и о нас пишут...(Letters to us and about us)] 
[Обозрение изданий (систематический каталог- Review of editions (systematic catalogue)] [
О создателях]        
[ Тематический каталог (Thematic catalogue)
]
  [Поиск по сайту (search)] [Информация о сайте (about web-site)]

Обновлено 15. 11. 08

Замечания по сайту Вы можете отправить веб-менеджеру Потаповой Г.С.  stankoinform@mail.ru