Главной целью современного машиностроения является изготовление продукции сверхвысокого качества как можно быстрее с минимальными капиталовложениями, что в то же время сопровождается постоянным повышением сложности геометрических форм деталей и их точности, высокими требованиями к сопрягаемым поверхностям и их свойствам, работоспособности сборочных изделий и условий их эксплуатации.

Решение этих проблем подчиняется жестким требованиям, которые встают перед проектировщиками  технологического и станочного оборудования. Учитывая, что технические стандарты в станкостроении уже и так достаточно высокие, возникает вопрос: где найти неиспользованный потенциал для последующего усовершенствования технологического оборудования?

Основным результатом решения приведенных проблем является внедрение сверхскоростной обработки деталей за одну установку на высокоэффективном технологическом оборудовании. В последние десятилетия стремительно развивается новое направление современной науки и техники – мехатроника, что дало толчок развитию новых поколений технологического оборудования с механизмами параллельной структуры (МПС).

Согласно Государственному образовательному стандарту Российской федерации: «Мехатроника» – это отрасль науки и техники, которая построена на синергическом объединении узлов точной механики с электронными, электротехническими и компьютерными компонентами, что обеспечивает проектирование и производство качественно новых модулей, систем и машин с интеллектуальным управлением их функциональными движениями. Такое определение закладывает идею глубокой взаимосвязи механических, электронных и компьютерных элементов, как трех пересекающихся кругов, внешней оболочкой которых является производство – менеджмент – требования рынка.

Однако до сих пор отечественное станкостроение базируется на традиционных механизмах, в основном совершенствуются системы управления, средства контроля, исполнительные приводы, внедряются интеллектуальные системы управления. Построение нового технологического оборудования на основе МПС позволяет качественно изменить представление о станке и его кинематической структуре. МПС позволяют создавать, например, деревообрабатывающие станки с более широкими кинематическими, динамическими и технологическими возможностями.

Учитывая преимущества станков с МПС можно сформулировать основные положения концепции построения станочного оборудования нового поколения.

• многофункциональность — использование механизмов, которые имеют практическую возможность реализации транспортных (перемещение, переориентацию и установку заготовок), вспомогательных (фиксации, зажима-разжима, позиционирования при поступательных и вращательных движениях) и технологических (обработка, сборка, испытание и измерение) операций одним исполнительным органом;
• многопоточность — использование механизмов, которые позволяют реализовать рациональное перераспределение нагрузок между несколькими механизмами и его составными элементами параллельными путями, что обеспечивает минимизацию массы подвижных элементов, уменьшение энергетических расходов на перемещение элементов механизма и исполнительного органа. Создание механизмов на основе стержневых пространственных конструкций (при параллельной передаче нагрузок) обеспечивает достаточно жесткую пространственную ферму (при заторможенных приводах);
• универсальность механической системы технологического оборудования – использование механизмов, исполнительный орган которых реализует заданный закон перемещения только за счет математического программирования.

Приведенным критериям полностью отвечают МПС, основными свойствами которых является:

• рационализация перераспределения движений и энергетических потоков за счет передачи их параллельными путями;
• использование кинематических звеньев в виде стержневой пространственной фермы, элементы которой работают только на растяжение и сжатие при отсутствии напряжений изгиба, что повышает жесткость технологической системы;
• минимизация масс подвижных элементов оборудования, количества соединений сборочных компонентов и их кинематических звеньев обусловливает повышение точности позиционирования исполнительных органов и улучшения динамических характеристик оборудования;
• -геометрическая симметрия компоновки, модульное построение и расположение приводов на неподвижной несущей системе уменьшает расходы на производство и внедрение технологического оборудования нового поколения.

Случайные записи