РЕАЛИЗАЦИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ НА СОВРЕМЕННЫХ СТАНКАХ С ЧПУ ПУТЕМ ПРИМЕНЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКИ СМЕННЫХ МОДУЛЕЙ НА ПРИМЕРЕ ЛАЗЕРНОЙ ОБРАБОТКИ

  • Павел Александрович Огин Тольяттинский государственный университет
  • Денис Геннадьевич Левашкин Тольяттинский государственный университет
Ключевые слова: энергоэффективные технологии, оптоволоконный лазер, автоматически сменный модуль, станок с ЧПУ

Аннотация

Статья посвящена решению комплексной проблемы, охватывающей необходимость разработки технических решений, направленных на поиск экономически выгодных путей интеграции энергоэффективных технологий в современное производство и решения вопросов автоматизации энергоэффективных технологий в условиях многономенклатурного производства изделий машиностроения. На основе анализа ряда технико-экономических факторов, сдерживающих развитие и внедрение энергоэффективных технологий сегодня, ‑ показано, что для условий современного производства актуальны разработки комплексных технических решений в области автоматизации энергоэффективных технологий, проработка новых технических эффектов, характерных для применения энергоэффективных технологий в действительных рыночных условиях. В качестве одного из направлений решения комплексной проблемы в статье предлагается подход на основе внедрения автоматически сменных станочных модулей как в существующие производственные циклы, так и во вновь организуемые производства. Приведена конструкция устройства для реализации энергоэффективных лазерных технологий в рабочей зоне современного автоматизированного станочного оборудования. Представлено описание и концепция предлагаемого устройства, а также вариант его технического исполнения. Для решения вопросов автоматизации разработан алгоритм, позволяющий организовать функционирование устройства от штатной системы управления оборудованием при реализации энергоэффективных технологий лазерной обработки в рабочей зоне современного станка с ЧПУ. В основе конструкции модуля предложено использовать элементы стандартной и унифицированной оснастки современного станочного оборудования, а также элементы современного оптоволоконного лазера. Применительно к предложенной конструкции модуля приведены накладываемые технические ограничения его применения в зависимости от вариантов компонования станка-носителя, а также рекомендации по организации циклов автоматизированной лазерной обработки с применением модуля. По результатам представленного исследования сформулированы ожидаемые эффекты использования модуля предлагаемой конструкции в комплексном подходе к решению вопросов автоматизации энергоэффективных технологий лазерной обработки, основные из которых – кратное снижение себестоимости продукции за счет сокращения затрат на оборудование и высокая производительность обработки деталей за счет сокращения потерь времени на подготовку производства.

Биографии авторов

Павел Александрович Огин, Тольяттинский государственный университет
аспирант
Денис Геннадьевич Левашкин, Тольяттинский государственный университет
кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и технологии машиностроительного производства»

Литература

1. Игнатов А. Десять лет успеха: рынок фотоники и лазерных технологий (2004 – 2015 годы) // Фотоника. 2015. № 3. С. 10–26.
2. Райкис О. Диодные лазеры для лазерного плакирования: StatusQuo – QuoVadis // Фотоника. 2015. № 3. С. 48–55.
3. Казакевич В.С., Яресько С.И. Тенденции развития рынка лазерных технологий для решения задач лазерной обработки материалов. Часть 1. мировой лазерный рынок // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 4. С. 266–275.
4. Афримович В.Б., Казакевич В.С., Яресько С.И. Тенденции развития рынка лазерных технологий для решения задач лазерной обработки материалов. Часть 2. Рынок лазерных технологий в России и Самарской области // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2014. Т. 16. № 4-1. С. 276–286.
5. Сапрыкин Д.Л. Лазерные технологии для модернизации // Технология машиностроения. 2011. № 11. С. 73–80.
6. Дежина И.Г. Новые производственные технологии: публичный аналитический доклад по направлению. Сколково: Сколковский Институт Науки и Технологий, 2015. 210 с.
7. Ковш И.Б. Инновационные лазерные, оптические оптоэлектронные технологии – Фотоника: стратегическая программа на 2015–2020. М.: Фотоника, 2015. 59 с.
8. Григорьянц А.Г., Щиганов И.Н., Мисюров А.И. Технические процессы лазерной обработки. М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006. 664 с.
9. Малышев В.И., Бойченко О.В., Огин П.А. Модификация поверхности сталей и чугунов при помощи оптоволоконного лазера // Сборник научных трудов Sworld. 2014. Т. 7. № 4. С. 56–61.
10. Скрипченко А.И. Тестирование процесса закалки сталей излучением волоконных лазеров // РИТМ. 2007. № 5. С. 52–53.
11. Попов В. Лазерное упрочнение сталей: сравнение волоконных и СО2-лазеров // Фотоника. 2009. № 4. С. 18–21.
12. Сомонов В.В., Цибульский И.А. Эффективность использования волоконных лазеров для лазерной закалки изделий в промышленности // Металлообработка. 2014. № 1. С. 9–12.
13. Майоров В.С. Лазерное упрочнение металлов // Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2009. С. 439–469.
14. Огин П.А., Мерсон Д.Л., Кондрашина Л.А., Васькин К.Я. Влияние режимов лазерной модификации на структуру, свойства и износостойкость мелкоразмерного инструмента из быстрорежущей стали Р6М5 // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2015. № 4. С. 83–88.
15. Григорьянц А.Г. Основы лазерной обработки материалов. М.: Машиностроение, 1989. 304 с.
16. Огин П.А., Левашкин Д.Г. Концепция «носитель – оптоволоконный лазер» как единый комплекс для автоматизации технологических процессов // IV Резниковские чтения: труды междунар. науч.-техн. конф. Ч. 1. Тольятти: ТГУ, 2015. С. 362–365.
17. Малышев В.И., Левашкин Д.Г., Селиванов А.С. Автоматизация гибридных и комбинированных технологий на основе модернизации станочного оборудования и выбора кинематических связей // Вектор науки Тольяттинского государственного университета. 2010. № 3. С. 70–74.
18. Жаринов В.Н., Жаринов В.В. Станок многоцелевой с числовым программным управлением, лазерной оптической головкой и автоматической сменой инструмента: патент РФ на изобретение № 2443534 от 24.02.2010.
19. DMG-Mori. Линейка станков LASERTEC для реализации высокоэнергетических технологий // Станки, инструменты, измерительная техника. 2016. № 3. С. 66–68.
20. Гуртяков А.М., Мойзес Б.Б. Металлорежущие станки. Типовые механизмы и системы металлорежущих станков. Томск: Томский политехнический университет, 2009. 112 с.
21. Украженко К.А. Методика оценки и выбора типа инструментальной системы для многоцелевых станков // Вестник Московского государственного технического университета имени Н.Э. Баумана. Серия: Машиностроение. 2003. № 4. С. 96–105.
Выпуск
Раздел
Технические науки

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)