Автоматизация и подбор станка: барфидер, паллеты, роботы, СОЖ и вопросы клиенту

Что окружает станок

В уроках 4–7 мы разобрали сам станок: станину, приводы, шпиндель, инструмент. Но в цехе станок работает не один. Вокруг него — оборудование, которое подаёт заготовки, убирает стружку, охлаждает и очищает воздух, измеряет детали. Это часть предложения покупателю: без неё станок будет простаивать или работать хуже, чем мог бы.

Барфидер

Барфидер (прутковый податчик) — устройство, которое подаёт пруток в токарный станок через отверстие шпинделя. Станок обрабатывает деталь, отрезает её, барфидер выдвигает пруток на длину следующей детали — и так, пока пруток не кончится. Затем податчик сам берёт следующий из магазина.

LNS выпускает податчики двух видов: короткие — под отрезки прутка, производитель называет их гибким решением для мелких и средних серий, — и длинные, под пруток полной длины. Диаметр прутка ограничен отверстием шпинделя (урок 6) и самим податчиком. Барфидер — стандартное дополнение к автомату продольного точения.

Паллеты

Паллета — сменная плита, на которой закреплено приспособление с деталью. Станок со сменщиком паллет обрабатывает деталь на одной паллете, а оператор в это время снаружи снимает готовую деталь и закрепляет следующую на другой. Время установки уходит из цикла станка.

Паллетная система добавляет склад из нескольких паллет и механизм подачи; Fastems, например, делает такие накопители на несколько обрабатывающих центров. С ней станок может работать часами без человека, если на паллетах заранее закреплены заготовки. Подробнее — в статье «Автоматизация загрузки станков».

Роботы и коботы

Промышленный робот берёт заготовку из накопителя, ставит в патрон или тиски станка, а готовую деталь уносит. SCHUNK выделяет шесть уровней такой автоматизации: от загрузки деталей с помощью функций самого станка до гибкой производственной системы из нескольких станков с общим складом. Обычный промышленный робот работает за ограждением.

Кобот (коллаборативный, то есть совместный, робот) может работать рядом с человеком без сплошного ограждения, если это допускает оценка рисков всей ячейки — вместе со схватом, деталью и станком. Требования к совместной работе человека и робота задаёт ГОСТ Р 60.1.2.3-2021: он дополняет общие стандарты безопасности промышленных роботов. Кобот проще перенастроить на новую деталь, но при совместной работе его скорость ограничивают, а грузоподъёмность надо проверять по паспорту с учётом схвата. Где он уместен — в статье «Коботы: где уместны».

СОЖ и стружкоудаление

СОЖ (смазочно-охлаждающая жидкость) охлаждает инструмент и деталь, смазывает зону резания и вымывает стружку. Sandvik Coromant разбирает, когда СОЖ нужна и как её подавать: поливом снаружи или под давлением через инструмент. От состояния СОЖ зависят стойкость инструмента и здоровье оператора; как её выбирать и обслуживать — в статье «СОЖ: выбор и обслуживание».

Транспортёр стружки выносит стружку из станка в тележку. Без него оператор выгребает стружку вручную, а в безлюдную смену станок просто забьётся стружкой. Транспортёр бывает совмещён с фильтрацией СОЖ.

Туманоуловители

При резании с СОЖ в воздух поднимается масляный туман. OSHA в руководстве по смазочно-охлаждающим жидкостям рекомендует закрытые кабины станков с местной вытяжкой и туманоуловители — фильтры, которые очищают отсасываемый воздух в несколько ступеней. Фильтры надо регулярно чистить или менять. Для покупателя это вопрос условий труда и чистоты цеха, а для станка — меньше масляной грязи на электрошкафах и полу.

Измерение

Измерение вокруг станка — это три уровня:

• Линейки на осях — следят за фактическим положением узлов (урок 5).
• Щупы и датчики привязки — наладка, контроль в цикле, поиск сломанного инструмента (урок 7). Renishaw описывает их как уровни контроля процесса до, во время и после обработки.
• Контроль готовой детали — измерительный инструмент и КИМ в отделе качества.

Чем меньше человек участвует в работе станка, тем важнее, чтобы станок сам замечал проблемы.

Как подобрать станок под задачу клиента

Менеджер не обязан сам выбрать модель — для этого есть технологи и инженеры поставщика. Его задача — собрать ответы, без которых подбор невозможен, и не пообещать лишнего.

Вопросы о детали

1. Чертёж или модель. Есть ли чертёж с допусками и 3D-модель? Без них остальное — догадки.
2. Материал. Алюминий, конструкционная сталь, нержавейка, титан, чугун. От материала зависят обороты и момент шпинделя (урок 6).
3. Размеры и масса. Наибольший диаметр и длина или габарит корпуса. Отсюда — ход осей, размер стола или диаметр над станиной, допустимая нагрузка.
4. Серия и такт. Сколько деталей в месяц и за какое время нужна одна деталь. Единичные детали и большие серии требуют разных станков и разной автоматизации.
5. Точность и шероховатость. Самые жёсткие допуски на чертеже и требования к поверхности. От них зависят линейки, термостабильность, класс станка.
6. Операции. Только токарная обработка или ещё фрезерование, сверление сбоку, резьбы, обработка с нескольких сторон.
7. Автоматизация. Нужна ли работа без оператора: барфидер, паллеты, робот.

Вопросы о цехе

8. Площадь и подъезд. Где станок встанет, пройдёт ли он в ворота, выдержит ли пол.
9. Электропитание. Какая мощность доступна на месте установки.
10. Кадры и стойка ЧПУ. Кто будет работать на станке, на какой стойке привыкли программировать (урок 3).
11. Сервис. Кто будет обслуживать станок, как быстро нужен выезд инженера, есть ли запас расходников.

Как из ответов получить тип станка

Таблица — отправная точка, а не готовый ответ. Окончательный выбор делают по чертежу вместе с технологом: он проверит, хватит ли ходов, мощности, точности, и посчитает время обработки. Если бюджет ограничен, обсудите лизинг; если станок будет работать в несколько смен — сразу заложите плановое обслуживание.

Как объяснить клиенту

• «Станок зарабатывает, когда режет. Барфидер или паллеты убирают простой на загрузку, и станок может работать, когда людей в цехе нет».
• «Прежде чем говорить о моделях, давайте посмотрим чертёж: материал, размеры, допуски и серия определяют тип станка».
• «Транспортёр стружки и туманоуловитель — не дополнительные расходы, а условие стабильной работы и нормального воздуха в цехе».
• «Окончательную конфигурацию подтвердит наш технолог по вашему чертежу — так вы не переплатите за лишнее и не получите станок, которому не хватит хода или мощности».