РОБОТИЗИРОВАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС –

РЕАЛЬНАЯ ПЕРСПЕКТИВА ДЕРЕВООБРАБОТКИ

Гайда С.В. (УкрГЛТУ, г. Львов, Украина)

The features robotic of wood-working firms with usage of processing centers of different designs of leading firms of a world are illuminated. Their brief classification and outlooks.

Проблемы автоматизации многономенклатурного производства решает гибкое автоматизированное производство (ГАП).

 Гибкое производство,  как объект проектирования и управления, это   система  нового  класса,  что  отличается  своей сложностью,  комплексностью,  многофункциональностью компонентов. Одним  из  основных требований,   которое   обеспечивают типизацию решений в области гибкого производства  есть принцип модульности  в  соответствия  с  которым,  оно  компонируется  с отдельных типичных модулей и систем, которые могут входить в систему высшего уровня. Поэтому, основой любого ГАП есть гибкий производственный модуль (ГПМ).

Гибкий производственный модуль - единица технологического оборудования с числовым программным управлением (ЧПУ), которое вместе из приспособлениями автоматизации автономно функционирует и автоматически выполняет функции для производства изделий произвольной номенклатуры в установленных границах значений их характеристик.

Исходя с определения “ГПМ”, для обеспечения автономности работы станка с ЧПУ (обрабатывающего центра), его оснащают вспомогательным оборудованием: револьверным суппортом, магазином инструментов и автооператором; устройствами транспортирования, накопления (нагромождения), загрузки и разгрузки, удаления  отходов; устройствами автоматизированного контроля и позиционирования  обрабатываемых деталей; устройствами диагностирования оборудования, инструмента, аварийной защиты и пр. опциями. Комплект этих вспомогательных устройств дает возможность ГПМ автономно функционировать на протяжении заданного периода времени.

Необходимо отметить, что большинство с выше перечисленного вспомогательного оборудования уже имеют современные многооперационные станки с ЧПУ ¾ обрабатывающие сверлильные, угловые, раскройные, шипорезные и токарные центры. Это станки-центры таких ведущих фирм мира: PADE ¾ UNI-5, T-90; BACCI ¾ Router-2002; scm ¾ Routronic, Ergon, Record-220/220TV, Concept-2000; MORBIDELLI ¾ Planet, Author-427/430/660; WEEKE ¾ Optimat BP-140/145/150/155, BNC-350/550/650; IMA ¾ BIMA-610/810/980; HOMAG ¾ BOF-31/41, BAZ-31/32 и пр.

Поскольку, основой какого-нибудь ГПМ есть оснащение (станок с ЧПУ или деревообрабатывающий центр), то его еще называют гибкой станочной системой. Оснащение в данной гибкой системе: концентрирует обработку, которая дает возможность повысить качество изделий, сокращает время их обработки  путем уменьшения количества вспомогательных операций; улучшает условия управления производством;  обеспечивает автоматическое перемещение рабочих органов станка за сложными траекториями;  обеспечивает применение большого количества автоматически заменяемых инструментов.

В отличие от иных деревообрабатывающих центров (ДОЦ) роботообрабатывающий центр (РОЦ) в своём распоряжении имеет робот-агрегат, в среднем,  с 5 степенями свободы, что обеспечивает объемно-фасонную обработку (роботообработку) заготовок. Поэтому, данные РОЦ,  рядом с иными технологическими промышленными работами (ПР), что способные выполнять операции шлифования, отделки (крашение, лакирование), полирование и складывание, представляют основу роботизированных технологических комплексов (РТК). В ином случае, для того, чтобы ГПМ на базе любого станка с ЧПУ или центра стал РТК необходимо, чтобы его обслуживал вспомогательный ПР, который будет выполнять транспортные и загрузочно-разгрузочные операции. Таким образом, при наличии ПР и условию его установления в систему больше высокого уровня РТК есть частичным случаем ГПМ.

РТК ¾ автоматическая станочная система (или ГПМ), в состав которой входит  промышленный робот (ПР). В общему РТК определяется как совокупность единицы технологического оснащения, ПР и способов оснащения, которая автономная функционирует и осуществляет многоразовые циклы.

Примером ГПМ может быть раскройный центр HOLZMA (Optimat HPP-82) с использованием манипулятора-загружчика BARGSTEDT (TLF-11)  и  штабелера-разгрузчика LIGMATECH (ZDP-10). Для сравнения с ГПМ примером РТК может быть аналогичный раскройный центр HOMAG (Optimat CH-03) с использованием вспомогательного телескопического сортировочного промышленного робота-штабелера RM-100 с вакуумными зажимами  и тактовых рольгангов LIGMATECH.

Помещенное в ГПМ оборудования должно обеспечивать максимальную концентрацию технологических операций и высокую надежность работы.  Все это достигается удачной компоновкой как составных частей самого ГПМ, так и совокупности нескольких ГПМ в составе робототехнической системы (РТС).

Схемы компоновки ГПМ в составе РТК зависят от: от вида манипуляционных устройств:  вспомогательного ПР (консольный, телескопического или козлового типов);  робота-штабелера;  манипулятора-штабелера;  штабелеукладальщика;  загрузчика (портального питателя, автооператора); от вида транспортных средств: рольгангов (приводных, тактовых);  роботоповозок (индуктивных, монорельсовых);  роботокаров; от вида накапливающих устройств:  магазинные (кассеты, лотки, гравитационные, приводные); бункеры (гравитационные, приводные);  конвейеры (роторные, линейные).

Рациональные схемы компоновки ГПМ в составе РТС зависят от таких основных признаков (соотношение количества ПР и обслуженного ими оборудование): один ПР ¾ один  ГПМ; два ПР ¾ один ГПМ ; один ПР ¾  группа (2...4) ГПМ; группа  ПР ¾ группа (3...4).

Лидерами рынка в создании оптимальных компоновок есть несколько фирм с мировым именем. Например, итальянская фирма «SCM» разработала сетевую систему управления несколькими станками с ЧПУ (обрабатывающими центрами)  под названием Net-Line. Преимущества (гибкость и мобильность) состоят в том, что заготовкам (в последствии деталям) после первой операции, например, распиловки на пильном центре, присваивается штрих-код, который и считывается последующим станком с ЧПУ, обеспечивая автоматическую обработку. Такая обработка на нескольких центрах при наличии транспортных и манипуляционных приспособлений даёт возможность получать качественные детали (изделия) за минимальный промежуток времени при управлении одним оператором из центрального процессора.  Кроме того, особенностью компоновки ГПМ в составе РТС есть то, что при необходимости (при расширении РТС) можно присоединить дополнительный модуль обработки без существенных капиталовложений, и это одно из главных преимуществ модульного принципа в области гибкого производства.

Использование прогрессивных технологий, то есть, в первую очередь, предоставление автоматизированному деревообрабатывающему производству гибкости и мобильности ¾ благодаря внедрению ГПМ и РТК, даст возможность улучшить эффективность его в таких основных направлениях:

1. Сокращение времени освоения нового изделия.

2. Повышение качества изделий.

3. Повышение производительности.

4. Снижение себестоимости продукции.

5. Уменьшение количества рабочих.

Все это возможно достичь благодаря внедрению в производство передовых технологий, современный деревообрабатывающих центров, раскройного и облицовочного оснащения и иных компьютеризированных станочных систем.

В связи с выше приведенным, основными задачами в области деревообработки есть: развитие научно-производственной и конструкторской базы; привлечение инвестиций для модернизации существующего и создания нового оборудования; внедрение перспективного оборудования с ЧПУ; внедрение гибких, экологически оправданных и энергосохраняющих технологий; улучшения маркетингового обеспечения товаропроизводителей.