Заглянем в будущее - Семенов Николай Николаевич (читать книги бесплатно полностью без регистрации .txt) 📗
Однако наивность такой картины машиностроительного производства очевидна с первого взгляда. Ведь спички и хлеб, газеты и книги, мануфактура, гвозди и электролампочки производятся ежегодно, ежедневно и ежечасно миллионами и миллиардами штук, экземпляров, метров и килограммов, причем конструкция этих изделий сравнительно проста и годами и десятилетиями остается неизменной либо меняется не очень существенно. В этих условиях строить для их производства автоматические линии, цехи, заводы-автоматы имеет прямой смысл. А машины и автоматическое оборудование, выпускающие подобную массовую продукцию, нужны в несоизмеримо меньших количествах, зачастую их приходится строить в единичных образцах или сериями в тысячи, сотни или десятки штук. И, кроме того, они, как правило, чрезвычайно сложны по конструкции, нередко состоят из тысяч и десятков тысяч деталей, «морально» очень быстро устаревают, в силу чего должны непрерывно совершенствоваться. Это, в свою очередь, неизбежно связано с изменениями их устройства, принципов действия и конструкции.
Чем шире внедряется в различные отрасли производства автоматизация, тем шире номенклатура необходимых для этого машин, автоматов и автоматических линий, устройств, приборов.
Ясно, что создавать для их производства узкоспециализированное оборудование бессмысленно. Если же для их проектирования, изготовления и модернизации пытаться использовать обычные универсальные методы, средства и технику, то производство автоматического оборудования потребует затрат таких средств, времени и квалифицированного человеческого труда, что «овчинка не будет стоить выделки».
В этом и состоит противоречие, свойственное широкому внедрению автоматизации. А разрешить его можно лишь единственным путем. Массовая продукция выпускается и будет выпускаться высокопроизводительными автоматическими и автоматизированными производствами, принципы создания которых уже становятся общепринятыми, традиционными. А оборудование для этих производств должно производиться с использованием новых, нетрадиционных методов и техники.
Эти методы и техника должны быть высокоэффективными, когда речь идет о производстве и обработке деталей и изделий, выпускаемых и единичными образцами, и малыми и большими сериями. Они должны быть готовы к быстрому переходу от производства одного вида продукции к другому виду, от деталей одного типа к деталям другого типа. Эти методы и техника должны совмещать в себе гибкость и приспосабливаемость обычного универсального оборудования, обычных токарных, фрезерных, расточных и других станков, требующих для своего обслуживания квалифицированных станочников, с точностью и производительностью автоматических машин, действующих без непосредственного участия человека.
За истекшую четверть века такие методы и техника также разработаны. Это методы цифровой автоматизации: машины, станки и оборудование с цифровым управлением.
Современный станок с цифровым управлением работает по программе, носителем которой обычно служат специальные магнитные ленты, примерно такие же, что используются в магнитофонах.
Невидимые глазу сигналы, записанные на эти ленты, управляют движением всех рабочих органов станка, движением резца, фрезы, заготовки. В результате этих движений производится обработка изделий.
Универсальные станки обычного типа можно сравнить с роялем. На нем можно исполнять самые различные произведения, но… нужен квалифицированный пианист. Станкам нужен токарь, фрезеровщик. Узкоспециализированный автомат можно сравнить с шарманкой, пусть самой высококлассной по исполнению. Она играет всегда одну и ту же мелодию. А станки с цифровым управлением — нечто вроде магнитофона. Чтобы его пустить в ход, нужна только программа — лента, несущая набор отметок. Станок «поймет» их и автоматически обработает соответствующее изделие. А если понадобится обработать другое изделие, то достаточно заменить ленту, установить новую заготовку, заменить инструмент.
Такой автомат действительно приобретает в значительной мере те свойства, которыми обладает система, состоящая из универсального станка и высококвалифицированного станочника, — приобретает универсальность. А производительность этого автомата несравненно выше — он не утомляется, не отвлекается, ему не надо «привыкать» или «переучиваться» при переходе от обработки одного изделия к обработке другого.
Цифровые методы автоматизации как нельзя лучше отвечают двум сформулированным ранее принципам. Они не только обеспечивают экономию дорогостоящего ручного труда, они обеспечивают удовлетворение все растущих требований к разнообразию продукции машиностроительного производства — разнообразию, которое, в свою очередь, диктуется все растущими потребностями в отношении разнообразия потребительских благ.
Станки и оборудование с цифровым управлением эффективно решают одну из важнейших задач автоматизации машиностроительного производства. Вот почему созданию этих систем уделяется такое внимание как у нас в стране, так и за рубежом.
У читателя может возникнуть естественный вопрос: а как быть с программами, откуда их брать?
Станки с цифровым управлением — детища электронных цифровых вычислительных машин ЭВМ. ЭВМ берут на себя львиную долю труда при подготовке программ, и только благодаря этому идея цифрового управления машинами могла быть воплощена в жизнь. Как участие человека в работе обычных станков сделало их универсальными, так «участие» электронных вычислительных машин сделало универсальными автоматы с цифровым управлением.
Четверть века назад была начата их разработка. Лет пятнадцать назад первый этап создания станков нового типа был более или менее завершен. В 1960 году во всем мире насчитывалось, вероятно, не больше 200–300 станков с цифровым управлением. В 1962 году в США находилось в эксплуатации 1500 станков с цифровым управлением, в 1964 — свыше 4000, в 1967 — 10 000, к настоящему времени свыше четверти всех выпускаемых станков оснащается системами цифрового управления. Эта картина широкого развертывания фронта работ в области цифровой автоматизации характерна не только для США и нашей страны, но и для ряда других высокоразвитых стран. Именно она и определила одно из важнейших направлений в области научно-технического прогресса за истекшую четверть века. Но, как ни много уже достигнуто в этой области, сделаны лишь первые шаги. Возможности методов и средств цифровой автоматизации не только не исчерпаны, их применение фактически только еще началось. Можно с уверенностью сказать, что в 2000 году инженеры и технологи на наше оборудование с цифровым управлением, на его современные возможности и широту использования будут смотреть примерно так же, как современные авто- и авиастроители смотрят на первые автомобили и аэроплан братьев Райт, то есть с доброй и насмешливой улыбкой.
Предстоящая четверть века будет характеризоваться в первую очередь гигантским количественным скачком в области производства станков и машин с цифровым управлением, расширением их типажа и номенклатуры. Станки типа так называемых «обрабатывающих центров», оснащенные целыми наборами режущего инструмента, включающими десятки резцов, сверл, метчиков, разверток и т. д., могущих без перестановки заготовки выполнить над ней по заданной программе десятки различных операций, высокоточные и высокопроизводительные станки для изготовления самых сложных деталей и изделий из легких сплавов и из высоколегированных сталей, для механической обработки, для газовой резки и штамповки. Подобное оборудование сейчас разрабатывается, уже имеется на производстве и будет строиться многими тысячами.
Но главное, конечно, не в этом количественном скачке, неизбежность которого очевидна сейчас.
Цифровая автоматизация, пусть пока очень робко, но уже захватывает самые различные звенья технологического процесса.
Технологический процесс машиностроительного производства — это не только обработка деталей. Это длинная цепь операций и действий, включающая самые различные этапы: и непосредственно разработку самого процесса, и выборы оптимальных режимов резания, и распределение припусков на обработку деталей, и контроль заготовок перед обработкой, и контроль обработанных деталей, и сборку изделий.
