Станки – терминаторы
Отрывок из книги В.Л. Авагяна. Описывается ситуация на 2008 год.
***
http://ic.pics.livejournal.com/ss69100/44650003/783858/783858_100.jpgТенденции развития станкостроения выбросят нас из цивилизованного мира
Несколько азбучных истин для руководства России. Простую вещь сделать просто. Сложную вещь сделать сложно. Есть возражения? Индустрия родилась там и тогда, когда очень значительное количество людей стало думать над одним-единственным вопросом: как лучше, дешевле и быстрее сделать очень простую вещь. Эту простую вещь – часть сложной конструкции – в индустрии назвали деталью.
Теперь встал другой вопрос: простая вещь (деталь) будет тем легче делаться (быстрее, надежнее, дешевле), чем большее количество людей и ресурсов на это бросить. Если множество людей постоянно концентрируют свои интеллектуальные возможности над упрощением, удешевлением, ускорением производства простой вещи, то нетрудно догадаться, что в итоге они обязательно (ведь простая вещь – не сложная) придумают самый оптимальный способ решения производственной задачи.
Несколько азбучных истин для руководства России. Простую вещь сделать просто. Сложную вещь сделать сложно. Есть возражения? Индустрия родилась там и тогда, когда очень значительное количество людей стало думать над одним-единственным вопросом: как лучше, дешевле и быстрее сделать очень простую вещь. Эту простую вещь – часть сложной конструкции – в индустрии назвали деталью.
Теперь встал другой вопрос: простая вещь (деталь) будет тем легче делаться (быстрее, надежнее, дешевле), чем большее количество людей и ресурсов на это бросить. Если множество людей постоянно концентрируют свои интеллектуальные возможности над упрощением, удешевлением, ускорением производства простой вещи, то нетрудно догадаться, что в итоге они обязательно (ведь простая вещь – не сложная) придумают самый оптимальный способ решения производственной задачи.
Что же касается ресурсов, отпущенных на изготовление вещи, то уравнение А. Леонидова гласит: величина серии производства определяет возможный предел затрат на оборудование производства. Если забить молотком один гвоздь, то стоимость забивания гвоздя будет равна цене молотка. Если забить молотком два гвоздя, то стоимость забивания одного гвоздя сократится вдвое. Понимаете?
Так возникало великое индустриальное правило СТАНДАРТИЗАЦИИ: система, в которой все большее количество людей начинало производить все более простые вещи во все большем количестве. Чтобы это колоссальное количество простых вещей можно было затем собрать в сложные, требовалась стандартизация.
Она и появилась – как обратная сторона индустрии. Иначе говоря, задачей индустриала стал сбор все новых и новых сложных конструкций из имеющихся в наличии стандартных элементов, и это было похоже на головоломку: собрать из давно известного некую новую неизвестную прежде сумму…
Подобно тому, как патрон должен подходить к винтовке – иначе нет смысла ни в патроне, ни в винтовке – любая новация в технике укладывалась в прокрустово ложе стандартизации деталей. Машина новая – но на тех же болтах и шайбочках и т. п.
На определенном этапе это стало давать сбои. Новые головоломки из старых элементов не получались. Новые «Жигули» фатально оказывались старыми «Жигулями», которые просто загримировали под новизну…
Спираль развития подвела индустрию к колоссальному перевороту: на новом этапе развития потребовалось перешагнуть когда-то спасительную грань стандартизации и осуществить революционных масштабов переход от производства стандартных вещей из стандартных деталей к производству нестандартных вещей из нестандартных деталей, которые при этом были бы дешевле, лучше и быстрее в производстве, чем прежние стандартные…
В области станкостроения это поворот от механического задания параметров к вычислительному заданию параметров. Механика статична; механический станок заранее содержит в себе очень жесткие параметры тех деталей, которые он сможет произвести.
Станок с ЧПУ тоже зависим от механики и содержит массу чисто механических компонентов. Но он знаменовал собой переход к ПОТЕНЦИАЛУ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕНОСА ЗАМЫСЛА В МАТЕРИАЛЬНОЕ ВОПЛОЩЕНИЕ.
Что это такое? Это нужно знать и понимать каждому, чтобы выжить. Я нарисовал кривоколенный канал в бруске металла. Нарисовал – и нарисовал, и что с того? Стандартный сверлильный агрегат не может сделать кривой канал в бруске. Его механическая природа заранее запрограммирована на производство прямых каналов, и других он высверлить не может.
Это была реальность механической эры станкостроения. Теперь реальность информационной эры станкостроения: я нарисовал нечто корявое в компьютере. Кинул параметры этого предмета на пятикоординатный ЧПУ станок…
Это уже другая в основах своих индустрия. Я не прошу у станка выдать мне ту деталь, с целью производства которой станок был создан. Я прошу его выдать деталь, о конкретных параметрах которой создатели этого станка понятия не имели. Прежде мне потребовалось бы заказать под новую деталь производство нового станка.
Теперь мне достаточно загрузить координаты – новый станок работает по ЛЮБЫМ параметрам.
Революция? Да! Думаем мы о ней? Нет!
А ведь для мира это, прежде всего, технологический прорыв, это увеличение производительности в десятки раз, это возможность качественно изменить дизайн и выйти на рынок с продуктом нового поколения, это гарантия стабильности предприятия. Это возможность обрабатывать сложную криволинейную поверхность и гнутоклееные детали любой формы за одно позиционирование на станке.
Сегодня операции фрезерования, профилирования, выборки любых пазов, сверления, шлифования, нарезки шипов, выпиливания выполняются при практически мгновенной смене инструмента.
Станкостроение принципиально шагнуло к увеличению числа независимых рабочих шпинделей, расположенных в одной рабочей плоскости, в сторону бесколлекторных двигателей системы перемещений головки и вращения. Имеем тенденцию к уменьшению размеров и облегчению веса рабочей головы, а следовательно, удлинения рабочего суппорта, что дает возможность постоянно увеличивать размеры обрабатываемых деталей. Растет количество станковых рабочих столов в базовой комплектации, что позволяет значительно повысить производительность станка.
Фиксация заготовок станков будущего будет выполняться либо пневматически, либо вакуумным зажимом. Так же растет номенклатура рабочих инструментов, которые можно насадить на шпиндель. Кроме того, тенденция станкостроения ведет к постоянной оптимизации магазина для автоматической смены инструмента.
Программа позволяет заранее рассчитать пооперационною время на изготовление каждой детали, правильно подобрать инструмент. Управляющая программа позволяет моделировать процесс обработки детали, управлять и корректировать движение столов и рабочих шпинделей.
Программа трехмерного моделирования изделий и цикла их обработки дает возможность технологу заранее видеть деталь на всех этапах ее обработки.
Мы стоим на пороге того нового фантастического станка, который я обрисовал выше: станка, который уже завтра позволит автоматически переносить вольную фантазию в материальную реальность…
А для СНГ это катастрофа. Говорю как практик с большим опытом работы в индустрии: КАТАСТРОФА.
Столкновение информационных и механических станочных парков будет сравнимо столкновению современной армии с племенем неандертальцев…
В России и СНГ даже самые успешные и состоятельные инструментальщики выбирают 3-осевое оборудование и не задумываются над тем, какие преимущества может дать 5-осевая обработка при решении тех же задач. Сегодня значительная доля изделий инструментального производства может быть изготовлена при помощи 3-координатных фрезерных станков. Люди утешают себя тем, что, как показывает СЕГОДНЯШНЯЯ практика, непрерывная 5-осевая обработка, когда одновременно меняются все три координаты и два угла, необходима в исключительно редких случаях.
Однако не мной подмечено: даже при производстве изделий, для изготовления которых достаточно применения 3-координатного оборудования, использование 5-осевых станков способно принести ощутимую выгоду. 5-координатное фрезерование позволяет не только расширить номенклатуру выпускаемой продукции за счет новых возможностей оборудования, но и повысить качество изделий.
Ряд изделий зачастую оказывается выгоднее изготавливать из цельного куска металла.
Во-первых, прочностные параметры у штампованных заготовок выше, чем у отлитых.
Во-вторых, уже сегодня создание технологической оснастки для литья изделий сложной формы не всегда бывает экономически выгодным.
И в-третьих, исключается появление скрытых дефектов типа каверн. Кроме того, при высокоскоростном фрезеровании, когда основная часть тепла при резании уходит в стружку, возможна обработка сталей в закаленном состоянии без их отпуска, что позволяет избежать закалки после фрезерования, а вследствие этого можно избежать коробления, связанного с термообработкой.
Относительно новым направлением развития 5-осевой обработки является применение для фрезерования роботов-манипуляторов, которые уже сегодня позволяют получить точность порядка 0,1 мм.
5-координатное фрезерование позволяет выполнить обработку сложных корпусных деталей за один установ, благодаря чему повышается точность изготовления и исчезает необходимость в применении вспомогательных приспособлений. Повышается стойкость инструмента и сокращается время обработки.
Пятикоординатка прямой наводкой бьёт в грядущую цель человечества – формирование системы массового производства нестандартных изделий. То есть к парадоксу крупносерийного производства единичных, уникальных по свойствам и конструкции вещей. Скажете – невозможно?!
Но я уже показал, как это возможно. В случае достижения автоматики переноса замысла в бесформенный кусок металла – а она уже не за горами – мировая индустрия сумеет производить уникальное на поточных линиях. И тогда наши старые технопарки сами станут бесформенным куском металла, годным только на переплавку…
В теоретическом плане расчет траектории движения для 5-координатного фрезерного станка — сложная математическая задача. Если программу для 3-осевого фрезерования зачастую можно составить при помощи калькулятора, карандаша и бумаги, то в 5-координатной обработке придется полностью довериться CAM-системе.
Понимаете ли вы, что будет, если с этой новой реальностью столкнется страна, где двадцать лет деградируют без передышки образование, инженерная и техническая мысль?
Хотелось бы, чтобы вы это поняли…
***
Из книги В.Л. Авагяна „Техномика”.
Начало здесь.
Даже мне, бывшему фрезеровщику, без высшего образования понятно, какая серьёзная тема затронута в этой статье! Когда то я работал на вертикальнофрезетном станке сделанном в городе Чаренцаване (начало семидесятых прошлого века). В цеху он был в единственном экземпляре. С его переносным пультом управления и гидравликой для смены инструмента, он казался совершенством на фоне станков, выпущенных в конце сороковых – начале пятидесятых годов. Я белой завистью завидую тем, кто будет трудиться на 5-координатных станках! Эх, хотя бы посмотреть их работу. Дожить бы…
ВСМПО- пр-во деталей для Боингов на американских 5-ти координатных…