Назначение и задачи системы инструментообеспечения
Система инструментообеспечения (СИО) представляет собой ключевой компонент современных производственных систем, отвечающий за эффективное управление всем жизненным циклом режущих инструментов. Её основная цель — обеспечить бесперебойную и высокопроизводительную работу станков с ЧПУ и гибких производственных модулей. Ключевые задачи, которые решает СИО, включают:
- Предварительную настройку и подготовку инструмента вне станка, что минимизирует время переналадки.
- Контроль состояния инструмента перед установкой и корректировку управляющих программ для компенсации износа.
- Оптимизацию логистики перемещения инструментов между складом, участком подготовки и станками.
- Повышение надежности прогнозирования стойкости инструмента, что снижает количество внеплановых остановок.
- Организацию оперативной замены затупленных инструментов.
- Планирование и заблаговременную выдачу заданий на сборку и наладку инструментальных комплектов.
- Централизованный учет, хранение и контроль всего инструментального парка.
Эффективность СИО критически важна для экономики производства, так как её стоимость может составлять до четверти общей цены производственной системы. В крупных гибких производственных системах (ГПС) количество управляемых режущих инструментов может достигать десятков тысяч единиц.
Структурные уровни и архитектура СИО
В практике внедрения СИО выделяют два основных уровня организации.
Первый (локальный) уровень предполагает оснащение каждого станка или гибкого модуля собственным инструментальным магазином. В такой магазин, вмещающий обычно до 60 инструментов, загружается комплект для обработки конкретной детали. Эта схема характерна для гибких поточных линий со стабильной номенклатурой.
Более гибким и прогрессивным подходом является применение групповой технологии обработки. В этом случае станки с увеличенными магазинами (на 80-140 инструментов) могут обрабатывать широкий спектр деталей, требующих схожих операций. Это позволяет сократить общий инструментальный парк при одновременном росте гибкости всей системы.
Второй (централизованный) уровень реализуется с использованием автоматизированного склада инструментов, который обслуживает группу станков через автоматические транспортные средства. Такая архитектура требует наличия:
- Отдельного участка подготовки инструментов.
- Центрального компьютера для управления инструментальными потоками, который интегрируется с другими системами (ЧПУ станков, планирования, управления складом).
Функции ключевых элементов системы
Центральный инструментальный склад (ЦИС) — это главное хранилище нового и исправного инструмента, а также первое звено в цепочке снабжения. На ЦИСе обычно хранится 25–50% годовой потребности в инструменте. Пополнение запасов ведется по системе «минимум — максимум». Все поступающие инструменты проходят входной контроль качества. Для хранения используются автоматизированные системы: стеллажные с кранами-штабелерами, элеваторные, карусельные на основе конвейеров или вертикальные накопители.
Инструментально-раздаточные кладовые (ИРК) — это промежуточные звенья, которые:
- Обеспечивают станки инструментом и оснасткой.
- Хранят оперативный запас и документацию.
- Организуют передачу затупленного инструмента на заточку.
- Проводят контроль инструмента (часто силами ЦИЛ).
- Ведут учет и списание.
- Направляют инструмент в ремонт.
Участок подготовки инструментов выполняет ключевую оперативную работу: получает инструмент из ИРК, осуществляет его сборку и точную настройку на размер, размещает в сменных магазинах и передает в транспортную систему. Также здесь производится разборка отработанных комплектов, сортировка и возврат пригодных компонентов в ИРК.
Подготовка и управление работой СИО
Запуск обработки новой партии деталей начинается с определения потребности в инструменте. На каждый комплект создается электронный паспорт с информацией: дата подготовки, номер партии, код комплекта, номера инструментов. Для отслеживания местоположения вводятся специальные коды (например, 1 — в ИРК, 2 — на станке, 3 — возвращен). Эти данные вводятся в управляющий компьютер, который формирует и обновляет актуальный массив данных.
Оператор в любой момент может запросить и получить на дисплее информацию о наличии и текущем местонахождении любого инструментального комплекта.
Потребность и номенклатура инструмента планируются на основе типовых технологических процессов. Минимальные запасы режущего инструмента нормируются справочными данными, а вспомогательного — обычно из расчета два рабочих комплекта в зоне обслуживания и два настроенных комплекта в резерве на каждый станок.