«Станкин» сегодня это учебно-научный и производственный комплекс, включающий институт конструкторско-технологической информатики РАН, а также сеть научных, учебных и производственных центров. Сильные и авторитетные научные школы, готовят не только дипломированных специалистов, но и научные кадры через аспирантуру и докторантуру (6 советов по защите диссертаций). Университет одним из первых в России перешел на многоуровневую систему подготовки специалистов. За четыре года здесь готовят бакалавров, за пять с половиной лет - дипломированных специалистов и за шесть лет – магистров.

Научно-исследовательская работа ведется по направлениям, связанным с технологией машиностроения, технологическим оборудованием и оснасткой, автоматизацией и управлением процессами, созданием систем автоматизированного проектирования, многофункциональных информационных систем, а также в области экономики и менеджмента машиностроительных производств.

Вот лишь несколько из последних разработок, созданных на одной из многочисленных кафедр «Станкина» - «Компьютерные системы управления».

 И В ПОЧТЕННОМ ВОЗРАСТЕ КАК НОВЕНЬКИЙ

Когда-то предпочтение отдавалось производству простых деталей, из которых затем монтировали узлы и агрегаты. Современное производство все больше осваивает изготовление блочных изделий такой сложной формы, что только диву даешься. Естественно возрастают требования к станкам. Однако, тут существуют вполне конкретные физические границы. К тому же самая прецизионная механика изнашивается в работе и теряет точность, достигнутую большими затратами.

Владимир Соколов, аспирант кафедры «Измерительные информационные системы и технологии» МГТУ «СТАНКИН», разработал комплекс, который позволяет повысить объёмную точность многокоординатных обрабатывающих центров. А значит, способность точно воспроизводить детали сложной формы в различных отраслях промышленности (авиакосмической, автомобильной, производстве оптических элементов и др).

Этот комплекс включает лазерную интерференционную измерительную систему (ЛИИС), ЧПУ станка  и программное обеспечение, реализующее связь между ними. В процессе обработки детали, комплекс производит измерение компонентов объёмной геометрической погрешности (есть такое понятие) многокоординатного станка. То есть, контролируем, конечно, параметры по координатам, а программно выбираем люфты и неточности поворота стола, непрямолинейности направляющих и т.п. Для этого рассчитываем необходимые поправки, и вводим их в систему управления.

Расчет и контроль разных видов обработки осуществляется по единой управляющей программе. Система ЧПУ может использоваться для разных технологий лазерной обработки, как, например, лазерное структурирование поверхностей или лазерная наплавка и т.д., без принципиальных изменений в архитектуре системы.

Комплекс позволяет существенно повысить объёмную геометрическую точность, обеспечивая оптимальное распределение погрешности в рабочем объёме машины.

Внедрение этой разработки позволяет получить для новых станков - существенное повышение точности обработки деталей при минимальных дополнительных затратах. А для станков с различной степенью износа - детальную диагностику станка для определения критического износа деталей и узлов, требующих замены, а до того повышение точности обработки деталей на станке без ремонта. Так что изрядно поработавший, он обретает вторую молодость.

А вот еще одно существенное достоинство комплекса. По результатам коррекции параметров обработки, станок легко превращается в координатно-измерительную машину (КИМ). Это особенно важно при обработке крупногабаритных узлов, таких, например, как крыло самолета, на гигантских обрабатывающих центрах, длиной до 30 м. По существующей технологии такую «детальку» после обработки перемещают на КИМ - операция трудоемкая, связанная с деформациями и потерей точности измерений. Теперь и обработка, и контрольные замеры проводятся на том же станке, для чего достаточно сменить обрабатывающий инструмент на измерительный.

УНИВЕРСАЛЬНАЯ АРХИТЕКТУРА ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

Проект «Распределенная система управления лазерными технологическими комплексами», созданный на той же кафедре, представляет собой обобщенное решение, позволяющее компоновать системы ЧПУ на базе единой архитектуры, для решения различных технологических задач по управлению лазерной обработкой. Использование единой базовой модели позволит снизить затраты на разработку и производство установок для лазерной обработки, их программную поддержку, а также на обучение персонала.

Гибкая система ЧПУ, на основе модульной организации архитектуры, применима для технологических комплексов, реализующих различные виды лазерной обработки, таких как послойный порошковый синтез, графика в прозрачных средах, маркировка, сварка, поверхностное упрочнение, резка листового металла.

Особенно важно то, что впервые в России стала возможна комбинированная механо-лазерная обработка материала. До сих пор это делалось на раздельном оборудовании: сначала механическая, затем лазерная.  Теперь, совмещенные в одном станке, лазерная система управляется дифлекторным лучом, а приводы – механической конструкцией. Чтобы совместить и скоординировать их работу, в ЧПУ введены оригинальные компоненты, программные модули управления движением.

Универсальное оборудование (фото 1) стало компактней, уменьшилось время на обработку, а главное стали доступны гибридные технологии, когда процессы обработки идут, чередуясь, последовательно, и, даже, параллельно.

ЗДОРОВЬЕ ИНСТРУМЕНТА ПОД КОНТРОЛЕМ

Качественная обработка в системе ЧПУ во многом зависит от состояния инструмента. И, чтобы не получить брак на финише сложной и длительной операции, необходим тщательный контроль состояния режущего инструмента на протяжении всего процесса. Многообразие задач, выполняемых для диагностирования инструмента, требует применения разных алгоритмов, использующих данные от тензодатчиков, вибродатчиков, индуктивных датчиков и др. Разработанный на кафедре, встроенный в систему ЧПУ, модуль диагностики режущего инструмента (пат.2417140) учитываетмноговариантность диагностических алгоритмов для своевременного принятия решения о необходимости замены инструмента. При этом можно наращивать функциональность модуля, не затрагивая ядро системы ЧПУ.

Система непрерывно отслеживает и прогнозирует остаточную стойкость инструмента, автоматически обеспечивает заданную размерную точность и степень шероховатости обработки (см. фото).В результате удается существенно снизить процент брака от чрезмерно изношенного или сломанного, до завершения технологического перехода, инструмента.

Диагностика и прогноз износа режущего инструмента - особо актуальная задача при обработке заготовок на станках с ЧПУ, где процесс выполняется без участия оператора, и необходимо гарантированное обеспечение окончания технологической операции без смены и поломки режущего инструмента.

Подсистема диагностики запускается в системе реального времени как отдельный процесс, что позволяет обезопасить ядро при возникновении каких-либо ошибок или «зависания» модуля диагностики в процессе его работы.

Комплекс применим для токарных, фрезерных и многоцелевых станков (фото 2).

Тел. (499) 972-94-00, МГТУ «СТАНКИН»

Евгений РОГОВ