[1973] Български струг Перун

Една българска машина е обект на особено внимание от страна на специа­листите на Лайпцигския панаир. Бъл­гарски струг демонстрира изработване­то на детайл; ножът влиза в схватка с метала, стружката се отделя с лекота; за кратко време първият нож се заменя от друг, който на свой ред настървено се впива в метала. Услужлива механич­на ръка е поела вече следващия нужен за обработката инструмент и е готова в определен момент да го подаде към супорта на машината. След няколко минути детайлът е обработен без наме­сата на човек. Измерването на негови­те размери говори за високата степен на точност, която постига българската машина.

Съвременното машиностроене е не­мислимо без тези машини, които обра­ботват детайла, докато той се върти около една ос. Казваме, че струговите машини обработват ротационни детай­ли, класът на които е изключително широк. Валове, оси, втулки, фланци — това са все детайли, които обикновено изискват стругова обработка. Непре­къснатото нарастване на изискванията към машинните детайли за точност и гладкост на техните повърхнини се от- нпгя и към машините, върху които тези детайли се обработват. От друга стра­на повишаването на точността и ско­ростта за изпълнение на отделните опе­рации, както и стремежът за освобож­даване на човека от нетворчески труд налага автоматизирането на обработ­ващите машини.

Машината, която заинтересува специа­листите на Лайпцигския мострен па­наир, е напълно автоматизирана и ней­ната работа се отличава с висока пре­цизност. Това бе един струг от фамилия­та стругове Перун, разработена в последно време в Научноизследовател­ския и проектноконструкторски инсти­тут по металорежещи машини и инстру­менти под ръководството на ст. н. с. инж. Иван Славински.

Какво е интересно да се знае за тази фамилия стругове?

Всички машина Перун са снабдени с цифрово програмно управление, кое­то ги прави напълно автоматизирани. По принцип всяка автоматизирана ма­шина може да бъде разглеждана като машина с програмно управление. На­истина, и в гърбичните стругови автома­ти програмата за работа на изпълнител­ните звена се определя от профила на монтираните върху машината гър­бици. В тези машини самата гърбица е програмоносител. Той е кинематически свързан с изпълнителни­те органи на машината и определя тяхната траектория на движение с цел да се получи желаната форма на обра­ботваемия детайл. Основните недоста­тъци на този вид машини са в дългото време, нужно за замяна на програмо- носителите за производство на нов де­тайл; ниската точност на обработка и невъзможността да бъдат обработва­ни детайли с по-сложна конфигурация.

Развитието на теорията за автоматич­ното регулиране и на технологиите за производство на градивни елементи за автоматизация (по-специално на елек­тронни елементи) създаде условия да се развият принципно нови машини с автоматично управление — машините с цифрово програмно управление.

Цифровото програмно управление се основава на използуването на дискретни команди, кодирани с цифри (символи), които непосредствено задават положе­нието на изпълнителните органи на машината в процеса на обработка на детайла. Изпълнителните органи се пре­местват под контрола нс последовател­но въвеждани в системата за управле­ние символи. Те определят и формата, и размерите на обработваемия детайл. Машините с цифрово програмно управ­ление се характеризират с възможност за бърза пренастройка без смяна на ме­ханични упори, а в повечето случаи — и без замяна на комплекта инструменти, с които работи машината. Достатъчно е да се смени въвежданата в системата за управление информация и машината е готова за обработване на нов детайл. Най-често тази информация постъпва на перфолента, върху която са кодирани всички необходими данни за обработ­ване на детайла. С перфолента се въ­вежда и информацията в машините Перун.

По технологически признак системи­те за цифрово програмно управление се делят на системи с позиционно управление,системи с циклово управле­ние и системи с контурно управление. При първия вид системи се програмира установяването на обработващия ин­струмент в определени точки на обра­ботваемия детайл, След това в тези точки започва обработката (например пробиване), при втория вид пък се про­грамира последователно преместване на обработващия инструмент по права линия, която обикновено е успоредна на основните направления в машината. При контурно управление се реализира съгласувано движение на инструмента (или пък на детайла) по две или три координатни оси едновременно.

Струговете от фамилията Перун са снабдени със системи за контурно управ­ление. Едно от основните преимущества на тези системи е необходимостта от по-малко видове инструменти за обра­ботване на различните повърхнини. То­ва намалява работата по пренастрой­ка на машината, както и грижите по складиране, съхранение и търсене на различни по вид инструменти. Контур­ното управление на струговите машини ги прави способни и за обработка на по-сложни по конфигурация детайли — конусни повърхнини, сферични и раз­лични други фасонни повърхнини.

Струговете Перун СЕ 062.00 са снабдени с два въртящи се ножодържача — единият с хоризонтална ос на въртене, на който се поставят ножове за челно и външно струговане и дру­гият — с вертикална ос на въртене с възможност да побере четири ножа за външна обработка и за разстъргване на метал. Програмното управление на струга издава съответните команди за превъртане на ножодържачите на необходимата позиция, с което се вкарва в работа съответният нож.

Струговете Перун СЕ 062.01 пък имат инструментален магазин във вид на въртящ се барабан с 12 позиции, във всяка от които се съхранява по един инструмент. Инструментите са предварително закрепени в блокове, с помощта на които се установяват в ножодържача на машината в точно необходимото положение. Един специален механизъм – автооператор – пренася инструмента заедно с блока му от барабанния механизъм до ножодържача. Механическата ръка на автооператора поставя инструмента в ножодържача, като преди това снема оттам инструмента, който вече е завършил своята част от обработката.

Операциите по смяна на инструментите са непроизводителни. При струговете с въртящи се ножодържачи СЕ 062.00 времето за завъртане на ножодържача и вкарване в работа на следващия инструмент е относително малко. За сметка на това сравнително малкият брой инструменти, които могат предварително да се закрепят на двата ножодържача, ограничава възможностите на самия струг. С един комплект инструменти могат да се обработват прибли­зително 70 % от всички видове ротацион­ни детайли в машиностроенето.

Въртящият се магазин с 12 позиции на струг СЕ 062.01 дава възможност та­зи машина да работи с комплект от 13 инструменти, с които могат да се обработват около 95% от всички видо­ве ротационни детайли. Недостатъкът на това конструктивно решение — за­губата на повече време за смяна на инструмента — в струг СЕ 062.01 е остроумно преодолян от създателите на машината.

Инструментът, който следва да за­мени предишния, намиращ се на супор- та на машината, се поема от механиче­ската ръка на автооператора още до- като се извършва обработката с първия инструмент. По време на обработката автооператорът извършва следящо движение, в резултат на което той следва супорта на машината като по този начин е в готовност да смени бър­зо инструмента без да преодолява го­леми разстояния от магазина до супор­та. Понякога смяната се извършва и по време на препозициониране на супор­та, когато последния по програма се придвижва, за да започне обработка със следващия инструмент от друга точка на детайла. В последния случай времето за смяна на инструмента е рав­но на нула, тъй като то напълно съвпа­да с времето за извършването на други необходими операции. Това оргинално решение на начина за смяна на инстру­мента извежда струг СЕ 062.01 по този показател над всички подобни образци в света.

Струговете от фамилията Перун са машини с висока точност. Обрабо­тените от тях детайли имат размери, които се колебаят в границите на мик­рони. Това е постигнато от една страна с помощта на прецизна изработка на детайлите на самите стругове и от дру­га— чрез специални конструктивни ре­шения. Така например скоростната ку­тия на струга заедно с главния двига­тел е отделена от вретенната кутия, за да се избегнат вибрации и нагряване на последната. В предното седло, къде- то е пагерувано вретеното на машината, лагерите са почти единствения източ­ник на топлина, която може да повлияе на положението на вретеното. Поради това всички лагери са поместени в спе­циални ризи, през които циркулира масло. Маслото поема отделената топ­лина, отдавайки я вън от машината на специален охладител. Самото предно седло е отделено от направляващите на струга с топлоизолационна подложка, която препятствува разпространението на топлина към направляващите, за да се избегне тяхното деформиране.

В струговете са приложени последни достижения на електротехниката, хид­равликата, електрохидравликата, елект­рониката. Като се прибавят към това свежите, оригинални решения на автор­ския колектив, българското машино­строене може да се гордее с тези съвре­менни машини.

Като машини с цифрово програмно управление те могат да бъдат директно управлявани от електронноизчислител­на машина. Поради това е възможно включването им в автоматични линии, управлявани от ЕИМ.

Благодарение на своето бързо дей­ствие добре програмираната ЕИМ изби­ра технологичен процес, който в опре­делени аспекти е най-изгоден (осигурява например най-малък разход на време, или се извършва при най-ниска себестойност на обработката и т. н.). Такъв процес се нарича оптимален. Методи­те за проектиране, които го осигуряват, се на­ричат методи за оптимално проектиране. Те­зи методи се основават на съвременни дости­жения на математиката, ло-слециалио на ма­тематическото програмиране. Когато създава­ната от автоматизираната система за тех­нологично проектиране технология е предназначена за машина с цифрово програмно управление, тогава ЕИМ вме­сто да печати технологична карта с подробно описание на отделните мани­пулации и режими за обработка, напра- во издава перфолента за управление на машината с цифрово програмно управление, с което се постига един автоматизиран цикъл проектиране-об­работка.

_____________

инж. Трифон Панов

Днес в Sandacite.BG Ви разказваме за АТЛАС – машината, която прави панели за блокове!

Едропанелното строителство е нещо достатъчно добре познато на всички и отдавна навлязло в нашето ежедневие. В България са построени хиляди и хиляди панелки, всичките произведени по на практика един и същ начин (с някои съвсеем малки изключения, но не за тях ни е думата сега).

Замисляте ли се обаче как се произвеждат самите готови строителни елементи – панелите? Най-напред в кофражните форми, където ще се отливат бетонните блокове, се поставя армировката. Тя представлява желязна мрежа от няколко пласта, а тези пластове са на определено разстояние помежду си са разделени чрез метални подпори (скелет). Отгоре плетеница от прътове се залива с бетон.

След като това се направи, има още няколко допълнителни операции за обработката на бетона. Например, след отливането му той се подлага на вибрация – бетонната маса се уплътнява и от нея излизат въздушните мехури, което подобрява качеството на панелите. Освен това втвърдяването на бетона се ускорява чрез термична обработка – нагрява се с пара до 80 — 90 градуса. По този начин времето за отделяне на панела от неговия калъп – декофрирането – се намалява 2 — 3 пъти.

Един от важните производствени моменти при направата на панелите е поставянето на металните скелети в кофража. Те представляват своеобразна желязна стълбичка от надлъжни и напречни пръти, фиксирани на определено разстояние помежду си. Съставните елементи на скелета са стоманени пръти, които пристигат навити на рула (кангали). Те се развиват и изправят. Нарязват се на необходимата дължина и се занасят при машината за контактна едноточкова заварка. Там работникът ръчно, точка по точка, заварява напречните и надлъжните пръти, като определя разстоянието между тях на око. Разбира се, по този начин се влошава качеството на продукцията и не се получават проектираните размери.

Само че работата е там, че докато направата на стоманените мрежи за панелите е механизирана и дори автоматизирана, впървите 15-ина години на българското панелно строителство производството на скелетите м домостроителните комбинати се прави ръчно.

Затова през 1975 г. в Базата за развитие и внедряване по гражданско строителство, клон Варна, е създадена автоматична технологична линия за производство на армировънни скелети „Атлас-2“. Тя е конструирана от колектив с ръководител инж. Стефан Георгиев. За тази техническа разработка с качества над световните стандарти, младите конструктори още тогава получават златна значка от VII национален преглед (1974) на ТНТМ в Пловдив.

Ето и в каква последователност работи машината ,,Атлас 2″. Двата основни надлъжни пръта се развиват от рулата и се обтягат. После в изправящо устройство, което премахва всякакви изкривявания. След това в непосредствена близост до електродите прътите минават през две дюзи, които фиксират съвсем точно разстоянието между тях. Напречните елементи на скелета, предварително нарязани на определена дължина, се намират в контейнер, който се поставя над съоръжението. Той играе ролята на захранващ бункер. От него напречните пръти попадат в дозиращо устройство, което се регулира според диаметъра им. След това механически челюсти ги поднасят точно в оста на електродите за заваряване. По този начин се фиксират размерите на армировъчния скелет. За разлика от ръчното производство, при „Атлас-2“ заварката става едновременно в две точки. Това повишава производителността на труда два пъти. Автоматичната линия продължава с вилково устройство, което прихваща и изтегля вече заварения прът на определено разстояние. След като се изпълни програмата за направата на един скелет, автоматично се подава команда за отрязване. То се осъществява с ножици за метал — гилотина. Готовата продукция се пакетира и палетите се извозват с колички.

Варненската разработка е изобретение, но по това време в чужбина съществуват и други машини за автоматично производство на армировъчни скелети. Тогава с какво „Атлас-2“ се отличава от досега известните технологични линии?

Трудностите за автоматизиране на процеса идват от това, че разстоянията между отделните напречни пръти са различни дори само в един скелет. А българската автоматична технологична линия може да изпълнява различни стъпки, защото ги изчислява с помощта на програмно устройство. Този начин дотогава е неизвестен в световната практика – използва се барабан с дискови ограничители и по времето, когато ,,Атлас 2″ е зарегистриран, в техническата литератур няма данни някъде този проблем да е разрешен по същия начин.

Създаването на всяка автоматична технология е свързано с включването на усложнена апаратура в нея. Как са се справили с това създателите на ,,Атлас 2″?

Настройването на цялата машина не трае повече от 30 —40 минути и се осъществява много просто — с бутони и лостове. Разбира се, за да има автоматизираната поточна линия по-голям икономически ефект, още в началото конструкторите осъзнават, че е необходимо да се премине към едросерийно производство на скелети. Напр. за направата на една малка серия от 100 броя се изразходват приблизително 2 часа, а предварителната подготовка на линията е около половин час и така чувствително се намалява ефективността от автоматизацията. Ето защо важна задача става да се унифицират металните скелети – да се намали тяхното разнообразие или ,,номенклатура“, както се е казвало тогава. По този начин би се уедрило производството и би се повишила производителността при работа с „Атлас-2“.

Едно място в българската технологична линия, което не действа автоматично, е изтеглянето на количката с готова, пакетирана продукция, Но тук автоматизацията не е решаваща, количката се мести през един час. Конструкторският колектив обаче не е смятал да спре дотук, а да автоматизира и този малък процес.

Друго място извън автоматизацията остава нарязването на късите пръти, но тази технологична операция не е проблем, защото и без това съществуват металообработващи машини, които я извършват с много висока производителност.

Още прз 1975 г. е изчислено, че новосъздадената автоматичната технологична линия „Атлас-2“ повишава производителността на труда около 6 пъти. Годишният икономически ефект от нейното внедряване се оценява на почти 30 хиляди лева. При това качеството иа произвежданата с иея продукция се повишава многократно. Друго важно нещо е, че при изработването на технологичната линия се използват изключително български материали и апарати. Обзалагаме се, че след изпитанията на прототипа за ефективност и надежност ,,Атлас 2″ най-вероятно е влязъл в серийно производство и е бил въведен в домостроителните комбинати в страната, като първо в Домостроителния комбинат във Варна.