Какие типы автоматизированного обрабатывающего оборудования используются в производстве?

По мере развития производственных технологий повышение уровня автоматизации технологических процессов привело к значительному росту производительности. Было разработано несколько категорий автоматизированного обрабатывающего оборудования, отвечающего различным требованиям к производительности и гибкости.

1. Одношпиндельные и многошпиндельные автоматические или полуавтоматические токарные станки. Эти станки используют встроенные возможности автоматического или полуавтоматического автономного оборудования для выполнения различных операций с множеством типов деталей. Тип и размер станка следует выбирать в соответствии с требуемыми технологическими процессами, операциями и состоянием заготовки. Метод управления также должен учитывать количество вариантов продукции, размер партии и частоту переналадки. Полуавтоматический станок иногда может быть оснащен системами автоматической загрузки и разгрузки, инструментальным магазином и устройством автоматической смены инструмента для обеспечения полностью автоматизированного производства.
2. Специализированные автоматические станки. Специализированный станок предназначен для выполнения конкретной операции на конкретной заготовке, как правило, на основе детального анализа технологического процесса. Его система передачи относительно проста, а приспособление тесно интегрировано с конструкцией станка. Жесткость конструкции, как правило, выше, чем у универсального станка. Поскольку конструкторы сталкиваются с меньшим количеством ограничений, требования к автоматизации могут быть учтены в полной мере. Недостатком является то, что вновь разработанные компоненты могут потребовать значительной доработки. Высокую стоимость трудно оправдать при единичном или мелкосерийном производстве, поэтому такие станки наиболее экономичны в тех случаях, когда конструкция изделия стабильна, а объемы производства высоки.
3. Модульные станки. Примерно от 70% до 90% их компонентов являются стандартизированными, что сокращает время проектирования и изготовления и позволяет осуществлять частичную или полную реконфигурацию. Модульный станок разработан для обработки конкретной заготовки и позволяет использовать оптимизированный технологический план. Он обеспечивает концентрацию операций, одновременную многостороннюю и многоинструментальную обработку, а также многошпиндельную обработку нескольких отверстий за одну установку. Эти возможности повышают производительность, точность позиционирования и качество продукции, одновременно сокращая объем операций по перемещению заготовки между операциями. Стандартные компоненты упрощают техническое обслуживание и снижают затраты. Типичные области применения включают сверление, зенкерование, растачивание, развертывание, торцевую обработку, нарезание внутренней и наружной резьбы, а также торцевое фрезерование корпусов, оболочек и деталей нестандартной формы. Станки с револьверными силовыми головками или сменными шпиндельными головками также могут использоваться для среднесерийного производства.
4. Станки NC и CNC. Станок с числовым программным управлением (ЧПУ) использует цифровые сигналы для управления своими движениями и автоматически выполняет заданную программу, скорость и траекторию. В современных станках обычно применяется компьютерное числовое программное управление (CNC). Исходная программа, включающая операции станка, параметры процесса и контроль размеров, может вводиться непосредственно в программируемый компьютер, управляющий станком. При смене изделия оператору, как правило, достаточно лишь загрузить новую деталь, сменить инструмент и заменить программу ЧПУ. Станки с ЧПУ подходят для единичного производства, мелких и средних партий, а также для изготовления сложных деталей; кроме того, их можно использовать в массовом производстве. Они повышают производительность, сокращают трудозатраты, позволяют быстро реагировать на изменения в конструкции, обеспечивают стабильную точность и могут входить в состав гибкой производственной системы или гибкой автоматизированной линии.
   
5. Обрабатывающие центры. Обрабатывающий центр (ОЦ) представляет собой многооперационный станок CNC, оснащенный инструментальным магазином и системой автоматической смены инструмента. После одной настройки он может автоматически выполнять фрезерование, растачивание, сверление и развертывание двух и более поверхностей. Концентрация операций позволяет сократить количество повторных настроек, регулировок станка, перемещений деталей, время ожидания, а также ошибки, связанные с настройкой. К этой категории относятся фрезерно-расточные центры, токарные центры, шлифовальные центры, штамповочные центры и многошпиндельные центры с автоматически сменными шпиндельными головками. Обрабатывающие центры подходят для изготовления сложных и требовательных деталей, для которых в противном случае потребовалось бы несколько традиционных станков, инструментов, приспособлений, настроек и регулировок. Они также поддерживают смешанное производство более простых деталей, устанавливаемых группами на паллетах. Их гибкость делает их основным оборудованием в гибких производственных системах.
6. Гибкие производственные ячейки. Гибкая производственная ячейка (FMC) обычно объединяет от одного до трёх станков CNC с оборудованием для транспортировки заготовок. В её состав входят инструментальный магазин, станция хранения заготовок и контроллер ячейки. Станки могут автоматически загружать и разгружать детали, производить смену инструмента, проверять точность обработки и отслеживать износ инструмента. FMC может непрерывно выполнять ограниченную последовательность операций и хорошо подходит для производства мелких и средних партий.
7. Автоматизированные линии механической обработки. Автоматизированная линия объединяет группу автоматических станков и вспомогательных устройств в технологической последовательности с помощью системы транспортировки заготовок и системы управления. Заготовки автоматически проходят через каждую станцию с заданным производственным тактом и проходят весь необходимый технологический процесс или его часть. На линиях могут использоваться станки общего назначения, специального назначения или модульные станки. Они обеспечивают стабильное качество, высокую производительность и снижение трудоемкости, однако заготовка, как правило, остается неизменной или изменяется в незначительной степени, поэтому такие линии в первую очередь подходят для массового производства.