Анализ решения проблемы импортозамещения в области систем программного управления станками

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070

этого метода, зависит от точности формы профиля шлифовального круга. При изготовлении крупномодульных колес эффективно применять отечественный зубошлифовальный станок модели СК800. Для шлифования зубчатых колес методом обката создан станок модели 5В830, применяемый в серийном и крупносерийном производстве. Точность обрабатываемых на данном станке зубчатых колес соответствует нормам точности зубошлифовальных станков класса В. При необходимости получения высокоточных колес (3-4-я степень точности) требуется применять метод шлифования зубчатых колес двумя тарельчатыми кругами на специальном зубошлифовальном станке модели 5891. Простая кинематика станка исключает почти все возможные источники возникновения погрешностей. Точность обрабатываемых на данном станке зубчатых колес соответствует нормам точности зубошлифовальных станков класса А. Список использованной литературы:

1. Механическая обработка зубчатых колес: учебное пособие / В.И. Жиганов, Ю. А. Сахно, В. В. Демидов, Е. Ю. Сахно. - Ульяновск: УлГТУ, 2011. - 134 с.

2. Калашников А.С., Моргунов Ю.А., Калашников П.А. Современные методы зубошлифования цилиндрических колес. // Справочник. Инженерный журнал - 2010. - №5.

3. Рябченко С.В. Шлифование зубчатых колес тарельчатыми кругами [Электронный ресурс] // Металлообработка - 2014. - № 2.

4. А.А. Якимов, А.Ю. Перевезенцева, А.Ф. Ангел, П.В. Бреус Повышение качества поверхности при шлифовании зубчатых колес на станках MAAG [Электронный ресурс] // Металлообработка- 2014. - № 4.

5. Рябченко С.В. Шлифование зубчатых колес тарельчатыми кругами из СТМ [Электронный ресурс] // Открытые информационные и компьютерные интегрированные технологии - 2013. - № 60.

© Соколова И.Д., Свитка А.С., 2015

УДК 62.529

И.Д. Соколова

к.т.н., доцент Л.С. Беккель

ассистент

КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Калуга, РФ

АНАЛИЗ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМЫ ИМПОРТОЗАМЕЩЕНИЯ В ОБЛАСТИ СИСТЕМ ПРОГРАММНОГО УПРАВЛЕНИЯ СТАНКАМИ

Аннотация

В статье проведен анализ решения проблемы импортозамещения в области систем числового программного управления станками (ЧПУ). Необходимость производства качественной конкурентоспособной продукции требует использования станков с современными системами ЧПУ. Комплектация оборудования такими системами расширяет его технологические возможности, обеспечивает высокие производительность и точность обработки изделия. Для проведения данного исследования рассмотрены приоритетные направления развития систем ЧПУ зарубежных и отечественных производителей. Трендом зарубежных фирм-производителей систем ЧПУ является создание системы, наиболее полно использующей функции искусственного интеллекта, и исключающей финишную обработку при изготовлении деталей с высокой чистотой поверхности. Главными задачами отечественных разработчиков систем ЧПУ является увеличение числа интерполируемых осей, создание комплектных систем управления. Рассмотрены новейшие отечественные разработки. В результате проведенного исследования был сделан вывод о том, что для обеспечения технологической независимости нашей страны в области станкостроения необходимо создать систему управления, позволяющую производить

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_

многокоординатную обработку и использующую функции искусственного интеллекта.

Ключевые слова

Система числового программного управления, программное обеспечение, многокоординатная обработка.

Современный уровень развития станкостроительной области характеризуется повышением уровня автоматизации и внедрением в производство новых конструкций станков с ЧПУ. Созданные на основе новейших достижений электронной промышленности интегрированные микропроцессорные системы позволяют производить комплектацию оборудования высокоэффективными системами управления. Это является актуальным, так как необходимость производства качественной конкурентоспособной продукции требует использования станков с современными системами ЧПУ. Комплектация оборудования системой управления, позволяющей производить многокоординатную обработку, расширяет технологические возможности станков. Встраивание экспертной системы оценки технического состояния и проверки точностных параметров оборудования приводит к повышению его точности на 2 - 3 класса.

Большинство машиностроителей нуждаются в модернизации производства и обновлении своего станочного парка. [1] В этом случае необходимо учитывать, что модернизация станка с ЧПУ, проработавшего десятки лет, требует полной замены электрооборудования, так как современные устройства и преобразователи - принципиально новые аппаратно-программные устройства.

В настоящее время на российском рынке представлены устройства ЧПУ зарубежных фирм «Siemens», «Heidenhein», Германия; «Fagor», Испания; «GE Fanuc Automation», США-Япония; «Okuma», «Mitsubishi», Япония. Поставщиками отечественных систем управления станками являются такие российские фирмы, как «Балт-Систем», «4С» Санкт-Петербург; «Модмаш-софт», Нижний Новгород; «Ижпрэст», Ижевск; «Микрос», Ногинск; «Джест», Иваново; «Станкоцентр», «МГТУ Станкин», Москва и другие. [2]

На протяжении двадцати лет машиностроительные компании нашей страны склонялись к выбору иностранных поставщиков ЧПУ. Например, в 2001 году на российский рынок металлообрабатывающего оборудования 28 фирм представили станки, оснащенные системами ЧПУ фирмы «Siemens»; 15 фирм -оборудование с системами управления «GE Fanuc Automation»; 8 фирм - с системами «Heidenhein»; 9 организаций использовали системы других иностранных фирм, и только 4 - отечественных фирм.[3] Предпочтение выбора зарубежных систем управления объяснялось возможностью использования передовых технологических решений и инструмента, обеспечения высокой точности изготовления изделий, так как качественный уровень развития этих систем значительно опережает уровень развития отечественных разработок. Но следует отметить, что и до введения санкций иностранные фирмы не поставляли в Россию системы управления, использующие новейшие разработки. Так, например, весьма затруднено приобретение систем ЧПУ для пятикоординатной обработки заготовок. [4]

В настоящее время после введения санкций необходимо решить задачу обеспечения импортозамещения в области систем управления станками. Это позволит российским станкостроителям в ближайшей перспективе занять нишу на растущих рынках Китая и стран Юго-Восточной Азии.

Среди современных отечественных систем ЧПУ, выпускаемых фирмами «Балт-Систем», «Модмаш-софт», «Микрос», «Станкоцентр» выделяют системы, основанные на программно-аппаратных средствах собственной разработки. Они основаны на устаревших операционных системах реального времени, поэтому не являются перспективными. [4] Существуют также системы, основанные на современных импортных микропроцессорных программно-аппаратных средствах, использующих операционные системы семейства Windows. Такие системы не способствуют повышению конкурентоспособности отечественных систем ЧПУ. На выставке «Металлообработка - 2015» «Станкопром» продемонстрировал систему ЧПУ, архитектура которой представляет собой связку - компьютер + аналоговый импортный привод. [5] Зарубежные фирмы отказались от данного способа задания управляющего сигнала на привод и применяют только цифровое управление - способ прямой широтно-импульсной модуляции или управление через цифровой интерфейс на основе Ethernet.

Проблема заключается в создании системы ЧПУ, основанной на современных отечественных

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_

программно-аппаратных средствах. Разработка системы ЧПУ требует знаний динамики станков, механики, математики, физики, электрики, электроники, программирования и затрагивает другие области науки и техники. Программное обеспечение, определяющее динамические и точностные параметры станка, влияет на повышение точности и производительности оборудования. [2] Тренд зарубежных фирм-производителей систем ЧПУ - наиболее полное применение функций искусственного интеллекта, исключающее финишную обработку при изготовлении деталей с высокой чистотой поверхности: компенсация температурной деформации, ударных и вибрационных возмущений; диагностика состояния инструментов; адаптивное управление подачей.

В нашей стране таких систем класса «Hi-End» пока не создано, но и приобретение зарубежных систем не позволит собственными силами, без приглашения иностранных специалистов, получить высокие производительность и точность обработки, так как даже самый высокий уровень открытости не раскрывает системного ядра.

На данном этапе главной задачей отечественных разработчиков систем ЧПУ является увеличение числа интерполируемых осей, одновременное выполнение нескольких технологических программ. Количество одновременно управляемых осей в модели SINUMERIK 840D/Di sl (Solution Line) (фирмы «Siemens») - 64. Система ЧПУ «Fanuc» имеет 24 одновременно интерполируемые оси, а iTNC-530 (фирмы «Heidenhein») - 13. [4] В нашей стране станкозаводом «Стан-Самара» для оснащения инструментального производства выпущен станок модели СКР-400. Комплектация этого оборудования системой ЧПУ NC-310 фирмы «Балт-Систем» позволяет использовать режим управления интерполяцией пятью осями и режим пятиосевого преобразования с 3D-компенсацией инструмента. [2]

Оборудование предприятий Роствертол, РСК МИГ, Гидропресс, ТАНТК им. Г.М. Бериева (г. Таганрог) оснащено системой ЧПУ Flex NC, выпущенной ООО «СтанкоЦентр» (г. Москва). Flex NC -сложный программно-аппаратный комплекс, работающий в жестком реальном времени и обрабатывающий большие объемы информации, позволяет повысить точность станка на 1-3 класса и существенно повысить скорости рабочих подач. Подобные задачи решают ограниченное число зарубежных фирм -производителей точного оборудования (Okuma, Mazak). Flex NC позволяет создать паспорт детали и, кроме станков, управлять промышленными роботами. [2] Число интерполируемых осей - 32. Согласно перспективному направлению развития систем ЧПУ - создания комплектных систем управления - в Flex NC вместе с отечественной системой ЧПУ входят российские электроприводы и электродвигатели, что позволяет решить проблемы, связанные с быстрой комплектацией, заменой и ремонтом электродвигателей. Но элементная база системы - современная зарубежная с открытой архитектурой. В слот расширения персонального компьютера установлен контроллер движения Turbo PMAC (фирма Delta Tau Data System, США). Программное обеспечение - NC оболочка (фирма Delta Tau Data System, США или «Станкоцентр», Россия) устанавливается на компьютере для осуществления интерфейса между контроллером и оператором.

Для модернизации устаревшего оборудования фирмой «Ижпрэст» разработано устройство ЧПУ «Маяк-622» - первая отечественная цифровая система. Ее аппаратная часть соответствует мировым трендам: ядро выполнено на базе промышленного компьютера с операционной системой «Linux», интерфейсы - универсально-цифровые. [2]

Станок «ГРС 100А» российско-чешского предприятия «ГРС Урал» оснащен программным управлением, разработанным «Балт-Систем». Кроме российской системы ЧПУ станок укомплектован отечественными приводами, датчиками. Комплектующие для оборудования будет поставлять качканарский ОАО «Металлист». [6]

СПРУТ-Технология (г. Набережные Челны) выпускает программное обеспечение, приобретаемое компаниями Японии, США, Швейцарии, Италии. SprutCAM - автоматизированная программная система для подготовки управляющих программ для оборудования с ЧПУ: 3-х, 4-х, 5-ти координатных токарных, фрезерных, электроэрозионных, расточных станков и обрабатывающих центров. [7]

В МГТУ «СТАНКИН» еще в 2000 году поставлена задача создания отечественной системы ЧПУ класса «Hi-End». В настоящее время в университете разработано базовое ядро для многофункциональной

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №9/2016 ISSN 2410-6070_

системы управления «Аксиома Контрол», открытая модульная архитектура которой позволит адаптировать ее для разных типов оборудования. Терминальная часть архитектуры обобщенной системы ЧПУ работает в машинном времени под операционной системой Windows, ядро - под операционной системой Linux RT, дополненной оригинальными программными модулями. [8]

В результате проведенного исследования был сделан вывод о том, что отечественными разработчиками был сделан большой вклад в развитие систем ЧПУ станками. Для обеспечения технологической независимости нашей страны в области станкостроения необходимо создать систему управления, позволяющую производить многокоординатную обработку и использующую функции искусственного интеллекта.

Список использованной литературы

1. [Электронный ресурс] Рекомендации при выборе станков с ЧПУ. http://www.stanki-katalog.ru/st_6.htm.

2. [Электронный ресурс] Российские системы ЧПУ сегодня и завтра. http://www.umpro.ru/index.php?page_id=17&art_id_1=650&group_id_4=109.

3. Заякин С.С. Выбор системы ЧПУ [Электронный ресурс] // Оборудование: рынок, предложение, цены -2002. - №10.

4. Григорьев С.Н. Автоматизированные системы управления [Электронный ресурс] // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика - 2011. - №5.

5. [Электронный ресурс] Минпромторг делает акцент на замещении ключевых элементов и модулей в станкопроме. http:// www.metalinfo.ru/ru/news/79046.

6. [Электронный ресурс] Локализация производства станков в ЧПУ в Свердловской области достигла 50 процентов.

http://www.czechtrade.ru/novosti/lokalizacija-proizvodstva-stankov-s-cpy-v-31747/

7. Хуснуллин Р. Сделано в Татарстане. Импортозамещение программного обеспечения [Электронный ресурс] // Коммерсант - 2015. - №228.

8. Никишечкин П.А. Расширение функциональных возможностей специализированных систем ЧПУ посредством организации многоцелевого канала взаимодействия их основных компонентов: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.13.06) / Никишечкин Петр Анатольевич; МГТУ СТАНКИН. - Москва, 2014. - 164 с.

© Соколова И.Д., Беккель Л.С., 2016

УДК 628.16

Суржко О.А. профессор, д.т.н.

Оковитая К.О.,

студентка 4 курса Южно - Российского государственного политехнического университета (НИИ) Барышников А.В., Преподаватель ДГТУ, Ростов-на-Дону

ИЗУЧЕНИЕ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАМОВ ПОСЛЕ ОЧИСТКИ ШАХТНЫХ ВОД

ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА

Аннотация

Определен состав шлама после очистки шахтных вод. Рассчитан класс опасности шлама и обоснованы рекомендации по его экологически безопасному складированию.

Ключевые слова Шахтные воды, железосодержащие шламы, состав